Influência da flexibilidade das ligações viga-pilar nos comprimentos efetivos de pilares em pórticos regulares de betão armado

Abstract

Na modelação de estruturas porticadas de betão armado, é prática corrente assumir que as ligações viga-pilar possuem uma resistência superior à dos elementos adjacentes e se comportam como rígidas. No entanto, estudos recentes mostram que as ligações viga-pilar apresentam em alguns casos uma capacidade resistente inferior à das peças lineares adjacentes e são normalmente responsáveis por uma parcela significativa da deformabilidade das estruturas.Esta dissertação tem como objetivo fundamental avaliara influência da flexibilidade das ligações viga-pilar nos comprimentos efetivos de encurvadura de pilares em pórticos regulares de betão armado. Consideram-se apenas pórticos planos e ligações viga-pilar interiores. O estudo, realizado em regime materialmente linear, incide sobre duas subestruturas arquétipo, constituídas por um número reduzido de barras – uma representativa de pórticos contraventados (nos quais o modo crítico de instabilidade não envolve deslocamentos laterais dos nós) e a outra representativa de pórticos não contraventados (cujo modo crítico de instabilidade envolve deslocamentos laterais dos nós). Nestas subestruturas arquétipo, a deformabilidade das ligações viga-pilar é representada por intermédio de elementos pontuais com rigidez rotacional finita (“molas rotacionais”) colocados nas extremidades das vigas, junto à sua intersecção com o eixo do pilar. Este tipo de modelação permite ter em conta, de uma forma simples, o escorregamento da armadura longitudinal da(s) viga(s) adjacentes no interior da ligação.A utilização de subestruturas arquétipo permite que, com a variação de um número restrito de parâmetros, sejam retiradas conclusões relativas a uma gama bastante alargada de estruturas porticadas regulares.

In the modelling of reinforced concrete frames, it is common practice to assume that the strength of beam-column joints is superior to that of all adjacent members and that they behave rigidly. However, recent studies have shown that beam-column joints may exhibit a lower strength than adjacent members and are responsible for a significant portion of the deformability of the overall structure.The main goal of this dissertation is to assess the influence of beam-column joint flexibility on the effective buckling lengths of columns in regular reinforced concrete frames. The study is restricted to planar frames with linear material behaviour and interior beam-column joints. It concerns two archetypal substructures, one representative of braced frames (in which the critical buckling mode involves no lateral displacements of the nodes) and the other representative of unbraced frames (whose critical buckling mode involves lateral displacements of the nodes). In these archetypal substructures, the deformation of the beam-column joints is represented by point elements with finite rotational stiffness ( "rotational springs") placed at the ends of the beams, at its intersection with the axis of the column. This modelling approach makes it possible to account, in a simple way, for the slip of the longitudinal reinforcement of the adjacent beam(s) within the connection.The use of archetypal substructures allows, with the variation of a limited number of parameters, conclusions to be drawn regarding a fairly broad range of regular planar frames