Ensaios cíclicos em ligações "FREEDAM" com dissipação de energia

Abstract

O comportamento típico de pórticos metálicos com momentos resistentes (MRFs), quando sujeitos a cargas cíclicas, consiste no desenvolvimento de rótulas plásticas nas extremidades das vigas ou nas ligações. Para além da adoção de uma ou outra estratégia, no dimensionamento, existe uma desvantagem comum: o dano estrutural.De forma a solucionar este problema, esta atualmente a ser estudada, no projeto de investigação FREEDAM (Free from Damage), uma nova abordagem na definição das ligações viga-coluna. Este projeto tem como objetivo o desenvolvimento de uma nova estratégia de dimensionamento baseada na possibilidade de dissipação de energia em amortecedores de fricção aplicados às ligações, evitando assim dano nos componentes estruturais. Uma ligação FREEDAM é uma ligação onde um amortecedor de fricção é introduzido ao nível do banzo inferior da viga através de esquadros metálicos e placas de fricção aparafusados com parafusos pré-esforçados à viga e coluna.Neste contexto, o objetivo da dissertação é a apresentação detalhada dos procedimentos de ensaio para realizar ensaios cíclicos em ligações do tipo FREEDAM. A campanha experimental inclui oito ensaios: um primeiro grupo de quatro ensaios com uma viga de tamanho limitado (IPE270) e um segundo grupo de outros quatro ensaios de uma viga de maiores dimensões (IPE450). Em cada grupo de ensaios serão consideradas duas configurações geométricas diferentes. O trabalho aqui apresentado, prevê a descrição pormenorizada de todo o procedimento de ensaio, instrumentação e opções tomadas, assim como a apresentação de alguns dos resultados obtidos. Palavras-chave: FREEDAM; amortecedor de fricção; placas de fricção; campanha experimental; cargas cíclicas; dano estrutural

The typical behavior of steel frames with resistant moments (MRF’s), when subjected to cyclic loading, consists in the development of plastic hinge at the beam ends or connections. Besides the adoption of one or another strategy, regarding the design, there’s a common disadvantage: the structural damage.In order to solve this problem, a new approach in the definition of beam-column connections is currently being studied in the FREEDAM (Free from Damage) research project. The goal of this project is the development of a new design strategy based in the possibility of energy dissipation through friction dampers applied to the connections, avoiding the damage of the structural components. A FREEDAM connection is a connection where a friction damper is introduced at lower beam flange level through steel haunch and friction pads bolted with pre-stressed bolts to beam and column.In this context, the aim of this document is the detailed presentation of the tests procedures to perform cyclic tests on FREEDAM type connections. The experimental campaign includes eight tests: a first group of four tests with a limited size beam (IPE270) and a second group of four tests with a big size beam (IPE450). In each group of tests two different geometry configurations will be considered. The work here presented, provides a detailed description of the entire test procedure, instrumentation and options taken, as well as the presentation of some obtained results. Key words: FREEDAM; friction damper; friction pads; experimental campaign; cyclic loading; structural damage