Avaliação da eficiência da inércia equivalente de Branson para considerar a não-linearidade física das vigas de forma simplificada

Oliveira, D.M.; Silva, N.A.

doi:10.1590/S1983-41952011000300009

Resumos

Neste trabalho busca-se avaliar a eficiência da inércia equivalente de Branson [1] para considerar a não-linearidade física das vigas de forma simplificada. Com este objetivo, são realizadas diversas análises numéricas de pórticos planos medianamente altos em concreto armado utilizando o "software” ANSYS. Inicialmente, os pórticos são processados considerando ambas as não-linearidades geométrica e física. Em seguida, são realizadas análises não-lineares geométricas, considerando a não-linearidade física de forma aproximada, por meio da redução de rigidez dos elementos estruturais. No caso dos pilares, a rigidez foi reduzida em 20% e, para as vigas, foram utilizados os valores de redução de inércia segundo a formulação de Branson [1] e aqueles recomendados pela NBR 6118:2007 [2]. Observa-se que a redução de inércia segundo a formulação de Branson [1] representa o comportamento das estruturas com maior precisão no estado limite de serviço. Além disso, mostra-se que a utilização da inércia equivalente de Branson [1] é mais eficiente para representar o comportamento dos pórticos mais flexíveis do que dos pórticos mais rígidos.

concreto armado; não-linearidade física; inércia equivalente de Branson

In this paper the efficiency of Branson’s equivalent inertia to consider the physical nonlinearity of beams in simple form is evaluated. For this purpose, several reinforced concrete plane frames of medium height are analyzed using ANSYS software. Initially, the frames are processed considering both physical and geometric nonlinearities. Next, geometric nonlinear analyses are performed, considering a physical nonlinearity approximated through the stiffness reduction in the structural elements. In the case of the columns, the stiffness was reduced by 20% and, for the beams, the inertia reduction values according to the Branson [1] formula and the NBR 6118:2007 [2] Brazilian Norm were used. It was observed that the inertia reduction according to the Branson [1] formula better represents the actual behavior of the structures at the service limit state. Furthermore, it was verified that the use of Branson’s equivalent inertia is more efficient at representing the behavior of the more flexible frames than stiffer frames.

reinforced concrete; physical nonlinearity; Branson’s equivalent inertia

Avaliação da eficiência da inércia equivalente de Branson para considerar a não-linearidade física das vigas de forma simplificada

D.M. Oliveira^I; N.A. Silva^II

^IUniversidade Federal de Minas Gerais, Escola de Engenharia, Deptº de Engenharia de Materiais e Construção, danielle@demc.ufmg.br, Av. Antônio Carlos 6627, bl. 1, sala 3315, Pampulha, 31270-901, Belo Horizonte, MG, Brasil

^IIUniversidade Federal de Minas Gerais, Escola de Engenharia, Deptº de Engenharia de Estruturas, ney@dees.ufmg.br, Av. Antônio Carlos 6627, bl. 1, Pampulha, 31270-901, Belo Horizonte, MG, Brasil

RESUMO

Neste trabalho busca-se avaliar a eficiência da inércia equivalente de Branson [1] para considerar a não-linearidade física das vigas de forma simplificada. Com este objetivo, são realizadas diversas análises numéricas de pórticos planos medianamente altos em concreto armado utilizando o "software” ANSYS. Inicialmente, os pórticos são processados considerando ambas as não-linearidades geométrica e física. Em seguida, são realizadas análises não-lineares geométricas, considerando a não-linearidade física de forma aproximada, por meio da redução de rigidez dos elementos estruturais. No caso dos pilares, a rigidez foi reduzida em 20% e, para as vigas, foram utilizados os valores de redução de inércia segundo a formulação de Branson [1] e aqueles recomendados pela NBR 6118:2007 [2]. Observa-se que a redução de inércia segundo a formulação de Branson [1] representa o comportamento das estruturas com maior precisão no estado limite de serviço. Além disso, mostra-se que a utilização da inércia equivalente de Branson [1] é mais eficiente para representar o comportamento dos pórticos mais flexíveis do que dos pórticos mais rígidos.

Palavras-chave: concreto armado, não-linearidade física, inércia equivalente de Branson.

Texto completo disponivel apenas em PDF.

Full text avaliable only in PDF format.

Received: 24 Jan 2011

Accepted: 24 May 2011

Available Online: 19 Aug 2011

[01] BRANSON, D.E. Deflections of reinforced concrete flexural members. Journal of the American Concrete Institute, n.6331, p.637-667, 1966.
[02] ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 6118 – Projeto de estruturas de concreto - Procedimento. Rio de Janeiro, 2007.
[03] PINTO, R.S.; RAMALHO, M.A.; CORRÊA, M.R.S. Consideração simplificada da não-linearidade física no projeto de edifícios de concreto armado. In: CONGRESSO BRASILEIRO DO CONCRETO, 40., Rio de Janeiro. Anais, 1998.
[04] LIMA, J.S. Verificações da punção e da estabilidade global em edifícios de concreto: desenvolvimento e aplicação de recomendações normativas. São Carlos. Dissertação (Mestrado) – Escola de Engenharia de São Carlos, Universidade de São Paulo, 2001.
[05] AMERICAN CONCRETE INSTITUTE – ACI COMMITTEE 435. Deflections of continuous concrete beams. ACI Journal, Report nº 70-70, December, 1973.
[06] OLIVEIRA, D.M. Estudo dos processos aproximados utilizados para a consideração das não-linearidades física e geométrica na análise global das estruturas de concreto armado. Belo Horizonte. Tese (Doutorado) – Escola de Engenharia da Universidade Federal de Minas Gerais, 2007.
[07] ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 6123 – Forças devidas ao vento em edificações. Rio de Janeiro, 1988.
[08] OLIVEIRA, D.M.; SILVA, N.A. Estudo dos processos aproximados utilizados para a consideração da não-linearidade física na análise de pórticos de concreto armado. Proceedings of the XXVI Iberian Latin-American Congress on Computational Methods in Engineering – CILAMCE. Guarapari, 2005.

Datas de Publicação

Publicação nesta coleção
19 Ago 2014
Data do Fascículo
Ago 2011

Histórico

Recebido
24 Jan 2011
Aceito
24 Maio 2011

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[1] [01] BRANSON, D.E. Deflections of reinforced concrete flexural members. Journal of the American Concrete Institute, n.6331, p.637-667, 1966.

[2] [02] ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 6118 – Projeto de estruturas de concreto - Procedimento. Rio de Janeiro, 2007.

[3] [03] PINTO, R.S.; RAMALHO, M.A.; CORRÊA, M.R.S. Consideração simplificada da não-linearidade física no projeto de edifícios de concreto armado. In: CONGRESSO BRASILEIRO DO CONCRETO, 40., Rio de Janeiro. Anais, 1998.

[4] [04] LIMA, J.S. Verificações da punção e da estabilidade global em edifícios de concreto: desenvolvimento e aplicação de recomendações normativas. São Carlos. Dissertação (Mestrado) – Escola de Engenharia de São Carlos, Universidade de São Paulo, 2001.

[5] [05] AMERICAN CONCRETE INSTITUTE – ACI COMMITTEE 435. Deflections of continuous concrete beams. ACI Journal, Report nº 70-70, December, 1973.

[6] [06] OLIVEIRA, D.M. Estudo dos processos aproximados utilizados para a consideração das não-linearidades física e geométrica na análise global das estruturas de concreto armado. Belo Horizonte. Tese (Doutorado) – Escola de Engenharia da Universidade Federal de Minas Gerais, 2007.

[7] [07] ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 6123 – Forças devidas ao vento em edificações. Rio de Janeiro, 1988.

[8] [08] OLIVEIRA, D.M.; SILVA, N.A. Estudo dos processos aproximados utilizados para a consideração da não-linearidade física na análise de pórticos de concreto armado. Proceedings of the XXVI Iberian Latin-American Congress on Computational Methods in Engineering – CILAMCE. Guarapari, 2005.