Estudo analítico de vigas mistas de aço e concreto com protensão externa

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dc.contributor.advisor1Calenzani, Adenilcia Fernanda Groberio
dc.contributor.advisor1IDhttps://orcid.org/0000000209369950
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/9959808218883879
dc.contributor.authorTurini, Thiago Tononi
dc.contributor.authorIDhttps://orcid.org/0000-0002-5246-9850
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/4209994555784492
dc.contributor.referee1Kataoka, Marcela Novischi
dc.contributor.referee1IDhttps://orcid.org/0000-0002-5295-9876
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/1032488141954615
dc.contributor.referee2Alves, Élcio Cassimiro
dc.contributor.referee2IDhttps://orcid.org/0000000169712645
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/6509450210637509
dc.date.accessioned2024-05-30T00:50:04Z
dc.date.available2024-05-30T00:50:04Z
dc.date.issued2021-03-12
dc.description.abstractComposite steel and concrete beams with external prestressing is an underused structural system in Brazil due in part to the lack of standardization for its calculation. This work aims to propose a methodology for the analysis and design of composite steel and concrete beams supported with external prestressing, considering the effects of prestressing force and using the requirements of ABNT NBR 8800:2008 and ABNT NBR 6118:2014. A computational program was elaborated to automate the calculation of prestressed steel and concrete composite beams according to the proposed methodology, for the cases of pre-tensioning or post-tensioning, in beams constituted by steel profiles of section I doubly symmetrical, solid slabs or mixed steel and concrete and straight or polygonal cables. The proposed calculation methodology was evaluated by comparing the results of the computer program with the experimental results in the last load literature, in prestressed beams submitted to positive and negative moments. In addition, a parametric study with 120 models of prestressed composite beams was performed to analyze the influence, strength and stiffness of these beams, of parameters such as: (i) eccentricity of the prestressing cable, (ii) ratio between span and height of the beam, (iii) height of the concrete slab, (iv) percentage of the maximum prestressing force, (v) type of slab, mixed or massive, (vi) cable layout, straight or polygonal and (vii) prestressing technique, pre-traction or post-traction. The results showed that there is no specific configuration that is the best in all cases and should always analyze what is the critical situation of each project to select the best solution. It was observed that the use of the polygonal tracing presents greater losses of prestressing, in comparison with the straight cable, however it has the advantage of canceling or reducing the negative bending moment in the supports of the structure. For post-tensioned beams, the ratio between the span length and the height of the beam can reach a maximum value between 35 and 40, while for pre-tensioned beams the maximum ratio is between 30 and 35. The height of the slab linearly influences the strength, regardless of the type of slab used. Pre-tensioned beams show better deformation behavior than post-tensioned beams, while in the simplified floor vibration analysis, post-tensioned structures have an advantage.
dc.description.resumoVigas mistas de aço e concreto com protensão externa trata-se de um sistema estrutural subutilizado no Brasil devido em parte à falta de normatização para o seu cálculo. Esse trabalho visa propor uma metodologia para a análise e dimensionamento de vigas biapoiadas mistas de aço e concreto com protensão externa, considerando os efeitos da força de protensão e utilizando como base as prescrições da ABNT NBR 8800:2008 e ABNT NBR 6118:2014. Um programa computacional foi elaborado para automatizar o cálculo de vigas mistas de aço e concreto protendidas conforme a metodologia proposta, para os casos de pré-tração ou pós-tração, em vigas constituídas por perfis de aço de seção I duplamente simétricos, lajes maciças ou mistas de aço e concreto e cabos de traçado reto ou poligonal. A metodologia de cálculo proposta foi avaliada por meio da comparação dos resultados do programa computacional com os resultados experimentais da literatura de carga última, em vigas protendidas submetidas a momento positivo e negativo. Além disso, um estudo paramétrico com 120 modelos de vigas mistas protendidas foi realizado para análise da influência, na resistência e rigidez dessas vigas, de parâmetros como: (i) excentricidade do cabo de protensão, (ii) razão entre o vão e a altura da viga, (iii) altura da laje de concreto, (iv) porcentagem da força máxima de protensão, (v) tipo de laje, mista ou maciça, (vi) traçado dos cabos, reto ou poligonal e (vii) técnica de protensão, pré-tração ou pós-tração. Os resultados mostraram que não existe uma configuração específica que seja a melhor em todos os casos, devendo sempre analisar qual é a situação crítica de cada projeto para seleção da melhor solução. Observou-se que o uso do traçado poligonal apresenta maiores perdas de protensão, em comparação com o cabo reto, porém tem a vantagem de anular ou reduzir o momento fletor negativo nos apoios da estrutura. Para vigas pós-tracionadas, a razão entre o comprimento do vão e a altura da viga, pode chegar a um valor máximo entre 35 e 40, enquanto para as vigas pré-tracionadas o valor máximo da razão está entre 30 e 35. A altura da laje influencia linearmente na resistência, independentemente do tipo de laje utilizada. Vigas pré-tracionadas apresentam melhor comportamento a deformações do que vigas pós-tracionadas, enquanto na análise simplificada de vibração no piso as estruturas pós-tracionadas levam vantagem
dc.description.sponsorshipFundação Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
dc.formatText
dc.identifier.urihttp://repositorio.ufes.br/handle/10/15170
dc.languagepor
dc.publisherUniversidade Federal do Espírito Santo
dc.publisher.countryBR
dc.publisher.courseMestrado em Engenharia Civil
dc.publisher.departmentCentro Tecnológico
dc.publisher.initialsUFES
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Civil
dc.rightsopen access
dc.subjectVigas mistas de aço e concreto protendidas
dc.subjectprotensão externa
dc.subjectpré-tração e pós-tração
dc.subjectmetodologias de análise e dimensionamento
dc.subject.br-rjbnsubject.br-rjbn
dc.subject.cnpqEngenharia Civil
dc.titleEstudo analítico de vigas mistas de aço e concreto com protensão externa
dc.title.alternativetitle.alternative
dc.typemasterThesis
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