Dissertação

{pt_PT=Desenvolvimento de sistemas inovadores de ligação viga-coluna em GFRP} {} EVALUATED

{pt=Na presente dissertação, apresenta-se um estudo experimental e numérico sobre o comportamento de um sistema inovador de ligação viga-coluna entre perfis pultrudidos em polímero reforçado com fibras de vidro (GFRP). O sistema de ligação é constituído por um capacete em aço inoxidável, que pretende promover ductilidade ao nível dos nós entre elementos de GFRP e limitar o dano neste material. Foram inicialmente realizados ensaios de caracterização mecânica do aço inoxidável utilizado na ligação e 32 ensaios de sobreposição dupla para estudar o comportamento no plano de diferentes tipologias de ligação com elementos de aço inoxidável. Por fim, foram realizados ensaios em ligações viga-coluna, tendo sido estudadas oito tipologias diferentes, variando o tipo de perfil em GFRP (I ou tubular), o comprimento e a espessura do capacete. Foi assim possível avaliar a influência de cada um destes parâmetros na rigidez, resistência e ductilidade da ligação. Para cada uma das secções de GFRP, os ensaios permitiram identificar a geometria das peças metálicas que garantem um melhor desempenho quando sujeitas a carregamentos monotónicos. Para além disso, quando comparadas com ligações convencionais anteriormente estudadas, as ligações propostas apresentam um melhor compromisso entre rigidez, resistência, ductilidade e quantidade de aço. Os modelos numéricos elaborados no software Abaqus apresentaram uma boa concordância com os resultados experimentais na fase inicial da resposta, em termos de força e rigidez. No entanto, os modelos apresentaram limitações na simulação do comportamento próximo e após a rotura, devido às simplificações inerentes à simulação do comportamento na rotura dos materiais., en=This dissertation presents an experimental and a numerical study of a novel beam-to-column connection system between pultruded Glass Fibre Reinforced Polymers (GFRP) profiles. The novel system is a cuff-type connection fully made of stainless steel, which aims to promote ductility between GFRP elements and limit their damage. Mechanical characterisation tests on the stainless steel used in the connection were performed, followed by 32 double-lap tests, in order to study the plane response of the connection with different configurations. Later, beam-to-column tests were carried out and eight different typologies were studied, varying the cross section of the profile (I-section or tubular), the length and the thickness of the connection system. Therefore, it was possible to analyse the influence of each parameter on the connection’s stiffness, strength and ductility. For each of the GFRP sections, the tests allowed to identify the geometry of the connection (length and thickness) that guarantees better performance under monotonic loading. Moreover, when compared with previously studied connections, this novel system presents a better compromise between stiffness, resistance, ductility and amount of steel. The numerical study, carried out using the Abaqus finite element software package, presented a good approximation, in the initial phase, to the experimental results regarding stiffness and initial development of the force-displacement curve. Nonetheless, the model was not able to simulate the post-failure behaviour of the connection due to difficulties associated with the failure response of the materials, namely the GFRP material.}
{pt=Ligações viga-coluna, perfis pultrudidos de GFRP, capacete de aço inoxidável, ensaios experimentais, modelação numérica, en=Beam-to-columns, pultruded GFRP profiles, stainless steel cuff connection, experimental tests, numerical analysis}

Novembro 23, 2018, 16:0

Orientação

ORIENTADOR

João Pedro Ramôa Ribeiro Correia

Departamento de Engenharia Civil, Arquitectura e Georrecursos (DECivil)

Professor Catedrático

ORIENTADOR

José Manuel Cabecinhas de Almeida Gonilha

CERIS - Civil Engineering Research and Innovation for Sustainability

Bolseiro de Pós-Doutoramento