Dissertação

{en_GB=Design of transverse stiffeners of high strength steel plate girders} {} EVALUATED

{pt=Os tabuleiros em laje vigada de pontes metálicas e mistas aço-betão são usualmente projetados utilizando reforços transversais, que permitem explorar a importante reserva de resistência pós-crítica dos painéis de alma. Após a encurvadura do painel, as tensões de compressão permanecem constantes, enquanto que as tensões de tração continuam a aumentar, equilibradas por compressões verticais no reforço transversal. Foi desenvolvido um estudo numérico de vigas de secção soldada de aço de alta resistência com reforços transversais, baseado numa análise de elementos finitos não linear, em que as dimensões de reforços retangulares simples e duplos são variadas. Este estudo avalia o comportamento dos reforços transversais para diferentes configurações das imperfeições iniciais e compara as forças de compressão obtidas no reforço com a compressão de dimensionamento do EC 3-1-5, que se verifica ser muito conservativa para o dimensionamento dos reforços. Para avaliar a contribuição para o momento fletor no reforço causado pelo carregamento lateral provocado pela encurvadura da alma, o reforço é substituído por apoios flexíveis. Desta forma obtem-se configuração e intensidade do carregamento lateral quando o reforço funciona como apoio efetivo da alma. Esta configuração também é importante para avaliar a importância relativa da resistência e da rigidez de flexão no dimensionamento do reforço. É proposto um método elástico simples para o dimensionamento dos reforços transversais de vigas de secção soldada de aço de alta resistência com base no seu comportamento e nas forças obtidas através da análise de elementos finitos. , en=Steel and steel-concrete composite plate girder bridge decks are commonly designed with intermediate transverse stiffeners. They divide the web in small panels increasing their buckling resistance, although their most important role is the contribution to the post-buckling resistance. After the plate buckles, the compressive stresses remain constant, while the tensile stresses develop rapidly due to the vertical anchorage provided by the transverse stiffener. A numerical study is developed for high strength steel plate girders with transverse stiffeners, based on a non-linear finite element analysis, where the dimensions of single and double-sided rectangular stiffeners are varied. This study evaluates the behaviour of the intermediate transverse stiffeners for different initial imperfections of the plate girder and compares the compression forces obtained in the stiffener with the recognized very conservative EC 3-1-5 design method. To investigate the contribution to the bending moment in the stiffener caused by the lateral loading due to the buckled web, the stiffeners are replaced by a continuous lateral elastic support. With this set-up it is possible to analyse the shape and magnitude of the lateral loading to which the stiffener is subject in order to effectively sub-divide the web panels. This set-up is also helpful to evaluate which of strength or flexural rigidity is the most important characteristic for transverse stiffener design. A new elastic method for the design of the intermediate transverse stiffeners is developed, less conservative than the actual code, based on their behaviour and loads obtained from the finite element analysis. }
{pt=Aço de alta resistência, Vigas de secção soldada, Reforços transversais, Resistência pós-crítica, Análise não-linear, en=High strength steel, Plate girders, Transverse stiffeners, Post-buckling resistance, Non-linear analysis}

Junho 25, 2019, 14:0

Orientação

ORIENTADOR

José Joaquim Costa Branco de Oliveira Pedro

Departamento de Engenharia Civil, Arquitectura e Georrecursos (DECivil)

Professor Auxiliar