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Sobrinho, Bruno. Deflexões de vigas mistas biapoiadas em condições de serviço: análises de curta e longa duração. Orientação de Luiz Herkenhoff Coelho.109 p., ilDissertação (Mestrado em Engenharia Civil) - Centro Tecnológico, Universidade Federal do Espírito Santo, Vitória, 2002.
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Resumo

Este trabalho dedica-se ao estudo das deflexões de curta e de longa duração de vigas mistas aço-concreto simplesmente apoiadas, com interação parcial, apresentando distribuição uniforme de conectores. Inicialmente é realizado um breve estudo sobre conectores de cisalhamento visando, entre outros aspectos, destacar sua importância sobre o desempenho das vigas mistas. Em seguida, é apresentado um estudo relativo à análise elástica de vigas mistas, quando submetidas a diferentes graus de interação. A seguir, apresenta-se a teoria elástica sobre deflexões de vigas mistas com interação parcial, e também a expressão geral, proposta por Jasim Ali (1997), que fornece as deflexões centrais iniciais de vigas mistas aço-concreto simplesmente apoiadas, com interação parcial, e submetidas a qualquer tipo de carregamento. Finalmente, é realizada a análise viscoelástica para vigas mistas aço- concreto, cuja formulação matemática envolve equações de equilíbrio, compatibilidade e relações que refletem a natureza dos materiais, i.e., uma relação elástica para a parte metálica e uma expressão na forma de uma integral para considerar a fluência do concreto. Esta condição faz com que o problema seja governado por um sistema acoplado de três equações, das quais duas são do tipo integral-diferencial. Tal formulação matemática é então reduzida a um sistema de equações diferenciais ordinárias, por meio da aplicação de métodos algébricos [módulo-efetivo-ajustado-pela idade (AAEM), módulo-efetivo (EM), tensão-média (MS)], cujas simplificações introduzidas, permitem a obtenção de soluções na forma analítica, que podem ser muito úteis nas aplicações práticas. Desta forma é obtida a expressão geral para o cálculo das deflexões centrais de longa duração em vigas mistas aço-concreto, apresentando qualquer grau de interação, com distribuição uniforme de conectores e submetidas a carregamento uniformemente distribuído. A precisão dos resultados numéricos obtidos com esta expressão, é então confirmada, mediante a comparação destes resultados com aqueles fornecidos pelo algoritmo proposto por Tarantino (1992), que utiliza o processo numérico passo-a-passo discretizado no tempo. A elevada precisão assim verificada, indica que esta expressão é uma boa ferramenta para o projeto de vigas mistas com conectores de cisalhamento flexíveis

Abstract

This work is concerned with the study of short and long-term deflections of simply supported steel-concrete composite beams with partial interaction and presenting uniform connectors density. A brief study of shear connectors is performed at first, aiming among others aspects, dacthing its significance about composite beams performance. After that, a study of elastic analysis of composite beams with different degrees of interaction is presented. Afterwards, the elastic theory of steel-concrete composite beams deflections with partial interaction is showed, as well the general expression proposed by Jasim Ali (1997), that furnishes the initial midspan deflections of simply supported steel-concrete composite beams with partial interaction and any type of loading. At last, a viscoelastic analysis of steel-concrete composite beams is carried out, whose mathematical formulation involves equilibrium equations, compatibility and constitutive relationships of materials, i. e., an elastic law for the steel part and an integral-creep law for the concrete part. This condition leads the problem to be governed by a coupled system of three equations, of which two are integral-differential type. Then, such mathematical formulation is reduced to a system of ordinary differential equations, by means of applying algebraic methods [age-adjusted-effective-modulus (AAEM), effective-modulus (EM), and average stresses methods (MS)], which introduced simplifications permit obtaining solutions in closed forms, which can be useful in practical applications. This way, it was gotten a general expression for midspan long-term deflections of steelconcrete composite beams under uniform distributed loading, with uniform connectors spacing, and any interaction degree. The accuracy of the numerical results furnishes by this expression, is then confirmed by comparing these results with those of the exact numerical solution, obtained by employing the numerical algorithm, proposed by Tarantino (1992), using the numerical step-by-step procedures of the general method. It can be observed therefore, that the AAEM method’s solution furnishes very accuracy numerical values, becoming a good tool for the design of composite beams with flexible shear connectors
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