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Tese de Doutorado
DOI
10.11606/T.18.2004.tde-17052006-150221
Documento
Autor
Nome completo
Gerson Moacyr Sisniegas Alva
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Carlos, 2004
Orientador
Banca examinadora
Debs, Ana Lucia Homce de Cresce El (Presidente)
Franca, Ricardo Leopoldo e Silva
Giongo, Jose Samuel
Hanai, Joao Bento de
Shehata, Ibrahim Abd El Malik
Título em português
Estudo teórico-experimental do comportamento de nós de pórtico de concreto armado submetidos a ações cíclicas
Palavras-chave em português
ações cíclicas
concreto armado
dano
ligações viga-pilar
nós de pórtico
Resumo em português
Este trabalho consiste em um estudo do comportamento de nós de pórtico de ligações viga-pilar de concreto armado submetidos a ações cíclicas. O trabalho é composto por duas etapas: uma de investigação experimental e outra de cunho teórico. A etapa experimental teve como base os ensaios realizados em cinco modelos físicos de ligações viga-pilar. Os resultados desses ensaios permitiram a observação de diversos aspectos do comportamento estrutural dos nós de pórtico frente às ações cíclicas e a avaliação da influência de algumas variáveis. Neste trabalho, as variáveis escolhidas foram a variação do carregamento aplicado e o detalhamento da armadura transversal na região do nó. Os principais efeitos das ações cíclicas sobre as cinco ligações ensaiadas foram: aumento generalizado dos deslocamentos globais, perda de resistência e de rigidez dos elementos estruturais, propagação e aumento da abertura das fissuras inicialmente formadas, tendência de uniformização das deformações dos estribos do nó ao longo dos ciclos e maior deterioração do nó de pórtico em relação aos elementos viga e pilar. Na etapa teórica, foram empregados essencialmente dois tipos de modelos: i) modelos derivados das idealizações dos modelos clássicos de biela e tirante. ii) modelos simplificados que empregam conceitos da Mecânica do Dano e da Fratura, para a avaliação dos efeitos de perda de rigidez (dano) e das deformações permanentes (plasticidade) na resposta global da ligação viga-pilar. Por fim, foram feitas comparações entre os resultados experimentais e teóricos, chegando-se a importantes conclusões sobre o comportamento mecânico do nó frente às cargas cíclicas e sobre a eficiência dos modelos teóricos em simular a resposta do nó de pórtico e da ligação como um todo. As comparações mostraram que, dentro de certos limites, os modelos teóricos fornecem resultados satisfatórios frente aos resultados experimentais
Título em inglês
Theoretical and experimental study of reinforced concrete frame joints behavior under cyclic load
Palavras-chave em inglês
beam-column joint
cyclic load
damage mechanic
frame joint
Resumo em inglês
The present thesis studies the behavior of frame joints in reinforced concrete beam-column joints subjected to cyclic loads. The thesis is divided into two parts: an experimental study and a theoretical-based study. The experimental study is based on laboratory tests on five physical models of beam-column joints. The results of this experimental study permitted the observation of various aspects of the structural behavior of frame joint subjected to cyclic load and estimating the influence of certain variables the affect the behavior of such joints. In the present thesis, the variables studied are the applied load and reinforcement detailing at the joint location. The effects of cyclic loads on the tested joints were: an increase in the overall deformation, loss of strength and stiffness of structural elements, crack propagation and increase in crack width of previously formed cracks, a tendency towards a uniform strain distribution in the transverse reinforcement at the joint section and a more rapid deterioration of frame joints compared to beam/column joints. At the theoretical level, two types of models were used to study the behavior of the joint: i) a model derived from the idealization of the classical strut-tie model, and ii) a simplified damage and fracture mechanics-based model for estimating the effects of the loss of stiffness (damage) and permanent strains (plasticity) on the overall response of the beam column joint. To reach any conclusion on the mechanical behavior and the efficiency of existing theoretical models employed in the design of reinforced beam-column joints and other joints subjected to cyclic loading, a comparative study between the theoretical and experimental results was carried out. The results show that within certain limits, the theoretical models employed are in good agreement with experimental results
 
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Data de Publicação
2006-05-23
 
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.
  • ALVA, Gerson Moacyr Sisniegas, and El Debs, Ana Lúcia Homce de Cresce. Application of lumped dissipation model in nonlinear analysis of reinforced concrete structures [doi:10.1016/j.engstruct.2009.12.024]. Engineering Structures [online], 2010, vol. 32, p. 974-981.
  • ALVA, Gerson Moacyr Sisniegas, and El Debs, Ana Lúcia Homce de Cresce. Moment-rotation relationship of RC beam-column connections: Experimental tests and analytical model [doi:10.1016/j.engstruct.2013.07.016]. Engineering Structures [online], 2013, vol. 56, p. 1427-1438.
  • ALVA, Gerson Moacyr Sisniegas, DEBS, A. L. H. C. E., and DEBS, Mounir Khalil El. An experimental study on cyclic behaviour of reinforced concrete connections. Canadian Journal of Civil Engineering, 2007, vol. 34, p. 565-575.
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  • 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.
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  • DEBS, A. L. H. C. E., e ALVA, Gerson Moacyr S. Análise numérica do comportamento de ligações viga-pilar de concreto armado submetidas a ações cíclicas. In Jornadas Sulamericanas de Engenharia Estrutural, 30, Brasília, 2002. Anais.Brasília, DF : ISBN 85-89061-01-09, 2002.
  • DEBS, A. L. H. C. E., e ALVA, Gerson Moacyr Sisniegas. Estudo sobre a aplicação de modelos de dano e plasticidade concentrados em ligações viga-pilar de concreto armado. In IBERIAN LATIN-AMERICAN CONGRESS ON COMPUTATIONAL METHODS IN ENGINEERING, 24, Ouro Preto, MG, 2003. , 2003.
  • DEBS, A. L. H. C. E., e ALVA, Gerson Moacyr Sisniegas. INVESTIGAÇÃO EXPERIMENTAL DA RESISTÊNCIA AO CISALHAMENTO DE NÓS DE PÓRTICOS EXTERNOS. In XXXI JORNADAS SUDAMERICANAS DE ENGENHARIA ESTRUTURAL, Mendoza, 2004. Mendoza, Argentina, 2004.
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