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2024-07-15

Reforços nos banzos da viga de um ligação de pórtico rígida

Como é que os reforços nas bordas exteriores do banzo de uma viga com uma ligação de pórtico rígida afetam o momento de resistência máximo, assim como a rigidez de rotação e os deslocamentos correspondentes de uma estrutura de pórtico?


Resposta:

Os reforços utilizados em ligações de pórticos rígidas têm um efeito significativo na resistência da ligação. Para ilustrar isso, o gráfico abaixo compara cinco ligações que são basicamente idênticas em termos estruturais. Estas diferem apenas no dimensionamento dos reforços nos banzos da viga.

A primeira ligação é efetuada sem reforços nas bordas exteriores do banzo, as outras com reforços com uma espessura de 5, 8, 20 e 30 mm. Neste caso, é possível determinar um aumento do momento de resistência máximo de 12% a 33%. A partir de uma espessura de chapa de 20 mm, não existe mais aumento do momento resistente máximo, porque as deformações limite máximas na viga ligada foram excedidas.

Além do mais, os reforços afetam a rigidez de rotação da ligação e as deformações associadas de toda a estrutura. Para ilustrar isso, são utilizadas três configurações de ligação idênticas em termos de parafusos, chapas de extremidade, geometria da viga e materiais, mas cada uma é dimensionada sem reforços e com reforços de 5 mm e 30 mm de espessura.

Para simplificação, as rigidezes de rotação determinadas de uma configuração de ligação são aplicadas de igual forma em todos os nós da estrutura de pórtico. Numa apreciação mais detalhada, também seria diferente para ligações estruturalmente idênticas, uma vez que a rigidez de rotação depende da relação entre o momento máximo atuante na ligação e o momento de resistência máximo da ligação.

Foi determinada uma rigidez de rotação de 138 [MNm/rad] para a ligação sem reforços, uma rigidez de rotação de 181 [MNm/rad] para a ligação com reforços de 5 mm de espessura e uma rigidez de rotação de 217 [MNm/rad] para a configuração com reforços de 30 mm de espessura. Para comparação, a estrutura completa também foi apresentada como modelo com as vigas ligadas de forma rígida.

Como apresentado na figura acima, os deslocamentos horizontais máximos variam entre 57 mm para a ligação sem reforços, 55 mm com um reforço de 5 mm, 54 mm com um reforço de 30 mm e 48 mm se a rigidez de rotação for negligenciada (ligação completamente rígida).



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