Dissertação de Mestrado

As estruturas de concreto pré-fabricado têm sido amplamente utilizadas no Brasil em pavilhões, shoppings e indústrias. Esse sistema estrutural se diferencia das estruturas convencionais principalmente pela forma de ligação entre os elementos que a compõem. A falta de monolitismo dificulta sua utilização em edifícios de múltiplos pavimentos, uma vez que a estabilidade da estrutura se agrava com o aumento do número de pavimentos. Uma das soluções utilizadas para alcançar a estabilidade em edifícios pré-fabricados, são as chamadas ligações semirrígidas entre viga e pilar. Neste contexto, essa pesquisa investiga a estabilidade de edifícios de múltiplos pavimentos em concreto pré-fabricado com a utilização de ligações semirrígidas, analisando os fatores que influenciam o projeto estrutural. As análises realizadas abordam a rigidez relativa da ligação, a consideração da não linearidade física e geométrica dos elementos, o limite de andares para manter a estabilidade apenas com as ligações semirrígidas e a influência da localização destas ligações em planta e ao longo da altura do edifício. Os resultados encontrados demonstram que, as diferentes formas de consideração da rigidez dos programas ABAQUS e TQS, resultam em esforços e deslocamentos similares. Verificou-se que o número máximo de pavimentos para o edifício modelo analisado, considerando exclusivamente ligações semirrígidas, é de 10 andares, para atender aos critérios de estabilidade estrutural. Em relação à não linearidade física dos pilares, observa-se que, de modo geral, esses elementos tendem a apresentar menor rigidez nas regiões superiores do edifício e nas zonas periféricas. No edifício modelo estudado, a adoção de ligações semirrígidas nas regiões inferiores ou nas extremidades demonstrou maior eficácia, resultando em redução dos deslocamentos e dos esforços atuantes nos elementos estruturais. Além disso, a implementação de um núcleo rígido mostrou-se como a solução mais eficiente para minimizar os esforços e os deslocamentos nos demais pilares do sistema estrutural.

Precast concrete structures have been widely used in Brazil in pavilions, shopping centers and industries. This structural system differs from conventional structures mainly in the way the different elements of the structure are connected. The lack of monolithicity makes it difficult to use precast structures in multi-storey buildings, as the stability of the structure is compromised with the increase in the number of floors. One of the solutions used for stabilizing precast buildings are the so-called semirigid joints between beam and column. In this context, this research investigates the stability of precast concrete multi-storey buildings using semi-rigid joints analyzing the factors that influence the structural design. The analyses carried out address the stiffness of the joint, the consideration of the non-linearity of physical and geometric elements, the limit on the number of floors to maintain stability only with the semi-rigid joints, and the influence of positioning this joints in plan and along the height of the building. The results show that the different ways of considering stiffness in the ABAQUS and TQS softwares result in similar efforts and displacements. To stabilize the model building studied only with the semi-rigid joints, the maximum number of floors is 10. Regarding the non-linearity of the columns, they generally tend to be less rigid in the upper region of the building and in those located at the perimeter. The use of semi-rigid joints in the lower regions or ends proved to be more effective for the model building studied, resulting in less displacement and forces in the elements. Furthermore, the implementation of a rigid core proved to be the most efficient solution to minimize efforts and displacements in the other columns of the structural system.