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Tese de Doutorado
DOI
10.11606/T.18.2008.tde-07082008-081526
Documento
Autor
Nome completo
Walter Luiz Andrade de Oliveira
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Carlos, 2008
Orientador
Banca examinadora
El Debs, Ana Lucia Homce de Cresce (Presidente)
Carrazedo, Ricardo
Fakury, Ricardo Hallal
Malite, Maximiliano
Palermo Junior, Leandro
Título em português
Análise teórico-experimental de pilares mistos preenchidos de seção circular
Palavras-chave em português
Análise experimental
Confiabilidade
Confinamento
Modelagem numérica
Pilares mistos preenchidos
Seção circular
Resumo em português
Os pilares mistos preenchidos são elementos estruturais constituídos por um tubo de aço preenchido com concreto de qualidade estrutural. O objetivo principal do trabalho foi estudar o comportamento dos pilares mistos preenchidos de seção circular. Para isso, foi avaliada a influência da resistência à compressão do concreto (fc), da esbeltez do pilar (L/D), da espessura do tubo de aço (t) e da forma de introdução do carregamento, se no núcleo de concreto ou na seção mista do pilar. Foram feitos ensaios experimentais de 64 pilares mistos preenchidos, submetidos à força de compressão centrada. Os resultados de capacidade resistente obtidos foram avaliados e comparados com os resultados de previsão segundo os procedimentos normativos estrangeiros do EUROCODE 4:2004, ANSI/AISC:2005 e CAN/CSA:2001 e do Projeto de Revisão da Norma Brasileira (PR-NBR 8800, draft 2008). Os resultados previstos foram maiores que os experimentais para os procedimentos do ANSI/AISC e da NBR e menores para os procedimentos do EC4 e do CAN/CSA. A partir da comparação dos valores de capacidade resistente experimentais e normativos, foi desenvolvido um estudo de confiabilidade dos valores de força resistente obtidos segundo as equações de dimensionamento dessas normas, por meio da estimativa do erro de modelo inerente a cada uma. Os resultados mostraram que o EC4 apresenta os índices de confiabilidade mais uniformes. Além disso, foi feita uma modelagem numérica dos pilares mistos preenchidos com relação L/D = 10, buscando obter o valor da capacidade resistente desses pilares e compará-los com os resultados experimentais. Embora o modelo numérico tenha representado adequadamente o comportamento dos pilares preenchidos esbeltos, os valores de força última foram inferiores aos experimentais.
Título em inglês
Theoretical and experimental analysis of circular concrete-filled steel tubular columns
Palavras-chave em inglês
Circular section
Concrete-filled columns
Confinement
Experimental analysis
Numerical analysis
Reliability
Resumo em inglês
Concrete-filled steel tubular columns are structural elements made of a steel tube filled with structural concrete. The main objective of this work was study the global behavior of concrete-filled steel tubular columns. For this, some variables were evaluated: concrete compressive strength (fc), length-to-diameter ratio (L/D), diameter-to-thickness ratio (D/t) and the type of load application (on concrete core or on composite cross section). Tests of 64 concrete filled columns were performed. The columns were subjected to axial load. The results of experimental compressive strength were compared to results from three different international codes (EUROCODE 4:2004, ANSI/AISC:2005 e CAN/CSA:2001) and the national NBR 8800, draft 2008. The results showed, in general, a conservative behavior of values predicted by NBR and ANSI/AISC e non-conservative values by EC4 and CAN/CSA. Based on comparisons between experimental values and codes predictions, an error model variable was estimated to each code and a reliability analysis was performed. The results indicate that the EC4 is the best code with less tendentious behavior of its design equation. A numerical analysis of columns with slenderness (L/D) equal to 10 was carried out to try to predict the peak load of columns and compare the results with those from experimental analysis. Althougth the results of the numerical analysis had a good match to the experimental ones, the values, in average, were conservatives.
 
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Data de Publicação
2008-08-28
 
AVISO: O material descrito abaixo refere-se a trabalhos decorrentes desta tese ou dissertação. O conteúdo desses trabalhos é de inteira responsabilidade do autor da tese ou dissertação.
  • BECK, A. T., et al. Reliability-based evaluation of design code provisions for circular concrete-filled steel columns [doi:10.1016/j.engstruct.2009.05.004]. Engineering Structures [online], 2009, vol. 1, p. 1-10.
  • de Oliveira, Walter Luiz Andrade, et al. Evaluation of passive confinement in CFT columns [doi:10.1016/j.jcsr.2009.11.004]. Journal of Constructional Steel Research [online], 2010, vol. 66, p. 487-495.
  • OLIVEIRA FILHO, Josafá de, et al. Numerical and experimental analysis of the displacements evolution of reinforced concrete beams under repeated cyclic loads. Revista IBRACON de Estruturas e Materiais, 2011, vol. 4, p. 709-734.
  • OLIVEIRA, W. L., et al. Influence of concrete strength and length/diameter on the axial capacity of CFT columns [doi:10.1016/j.jcsr.2009.07.004]. Journal of Constructional Steel Research [online], 2009, vol. 1, p. 1-8.
  • OLIVEIRA, W. L., BECK, A. T., e DEBS, A. L. H. C. E. Safety evaluation of circular concrete-filled steel columns designed according to Brazilian building code NBR 8800:2008. Revista IBRACON de Estruturas e Materiais, 2008, vol. 1, p. 212-236.
  • OLIVEIRA, W. L., e El Debs, A. L. H. C. Estudo do efeito do confinamento em pilares mistos preenchidos curtos. Cadernos de Engenharia de Estruturas (USP), 2009, vol. 11, p. 39-53.
  • DEBS, A. L. H. C. E., e OLIVEIRA FILHO, Josafá de. USO DE UM ALGORITMO DE CONTATO PARA SIMULAR A ADERÊNCIA AÇO-CONCRETO. In XXXI JORNADAS SUDAMERICANAS DE ENGENHARIA ESTRUTURAL, Mendoza, 2004. Mendoza, Argentina, 2004.
  • OLIVEIRA, W. L., et al. Influence of fck on the behavior of CFT short columns under axial loads. In ANNUAL INTERNATIONAL FIB SYMPOSIUM, 11., London, June, 2009., Londres. ANNUAL INTERNATIONAL FIB SYMPOSIUM, 11., London, June, 2009. Proceedings fib-CEB-FIP., 2009.
  • OLIVEIRA, W. L., et al. Slenderness influence on the behavior of circular concrete-filled steel tubular columns under axial loads. In INTERNATIONAL fib CONGRESS EXHIBITION, 3./ PCI ANNUAL CONVENTION AND BRIDGE CONFERENCE, Washington, May 29 June 2, 2010., Washington, 2010. Proceedings Lausanne: The Precast/Prestressed Concrete Institute (PCI), 2010. p. 1-10. ISBN: 978-2-88394-096-3.., 2010.
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