FenixEdu™

Dissertação

Experimental and numerical research on a novel hysteretic dissipative and easily repairable device for composite steel-concrete frame structures EVALUATED

Detalhes: Com suporte no conhecimento desenvolvido em investigações anteriores, um novo dispositivo dissipativo e reparável de ligação coluna-contraventamento foi desenvolvido. Dando resposta à crescente exigência de segurança e resiliência de estruturas que menorizem os efeitos das acções sísmicas. Este dispositivo é aplicado em estruturas porticadas mistas de aço e betão, e contem um pino metálico transversal que dissipa energia através da sua plastificação. De maneira a avaliar o comportamento local do dispositivo, estudos experimentais e numéricos de oito configurações diferentes foram desenvolvidos. Este estudo englobou duas geometrias do pino, chanfrada e circular, com diferentes configurações de soldas e um elemento inovador, as chapas de guia. Este dispositivo revelou bom comportamento histerético e boa capacidade de dissipação de energia. O dano foi localizado no elemento dissipativo, o pino. Os resultados mostraram uma rotura dúctil devido à flexão nas secções chanfradas e uma rotura por corte nas secções circulares. A deformação por flexão das chapas perfuradas observada em investigações anteriores foi eliminada com sucesso através da aplicação de espaçadores. Os deslocamentos laterais foram reduzidos com a aplicação de chapas de guia. Os modelos numéricos foram desenvolvidos para uma avaliação mais aprofundada do desempenho do dispositivo. O endurecimento combinado foi introduzido para simular o comportamento cíclico do material metálico e o critério de dano “ductile damage” foi introduzido para simular a rotura do pino. As simulações apresentaram resultados correspondentes com os obtidos experimentalmente. Foram desenvolvidos scripts em Python para automatizar algumas etapas da modelação e do pós-processamento dos modelos numéricos.
Keywords: Ligação coluna-contraventamento, dispositivos dissipativos reparáveis, testes experimentais cíclicos, comportamento histérico, modelação numérica, ductile damage.

Discussão: janeiro 21, 2021, 14:0