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2024-07-15

Influência de reforços nos banzos da viga para ligações de pórticos rígidos

Como é que os reforços nas bordas exteriores do banzo de uma viga de ligação de pórtico rígido afetam o momento resistente máximo, assim como a rigidez à rotação e os deslocamentos associados numa estrutura de pórtico?


Resposta:

A colocação do reforço numa ligação de pórtico rígido afeta inicialmente a resistência da ligação.
Para ilustrar isso, o gráfico abaixo mostra uma comparação de 5 ligações, que são basicamente idênticas em termos estruturais e diferem apenas nos reforços dos banzos da viga.
Dabei wird der erste betrachtete Anschluss ohne Steifen an den Flanschaußenkanten ausgeführt und die folgenden mit Steifen von 5; 8; 20 und 30 mm Dicke.
Dabei lässt sich eine Steigerung des maximal aufnehmbaren Momentes von 12-33 % feststellen.
Ab einer Blechdicke von 20 mm ergibt sich keine weitere Erhöhung des maximal aufnehmbaren Momentes, da die maximalen Grenzdehnungen stets im angeschlossenen Träger überschritten werden.

Além do mais, os reforços têm influência na rigidez à rotação da ligação e o correspondente efeito nas deformações de toda a estrutura.
Zur Veranschaulichung des Einflusses der Steifen auf die Verformung des Gesamttragwerks wurden 3 Anschlusskonfigurationen erstellt, welche hinsichtlich der Schrauben-; Stirnplatten- und Trägergeometrien sowie deren Materialien identisch sind, jedoch als Ausführung ohne Steifen, mit Steifen von 5 mm Dicke sowie mit Steifen von 30 mm Dicke.
Vereinfacht wurden die ermittelten Rotationssteifigkeiten einer Anschlusskonfiguration an allen Knoten eines Rahmentragwerks gleich angesetzt (Bei exakter Betrachtung wäre diese auch bei baugleichen Anschlüssen abweichend, da die Rotationsteifigkeit vom Verhältnis des maximal am Anschluss wirkenden Momentes zum maximal aufnehmbaren Moment des Anschlusses abhängt).
A ligação sem reforços tem uma rigidez à rotação de 138 [MNm/rad].
Für den Anschluss mit 5 mm dicken Steifen eine Rotationssteifigkeit von 181[MNm/rad], sowie 217 [MNm/rad] für die Anschlusskonfiguration mit 30 mm dicken Steifen. Como modelo de comparação adicional, a estrutura completa foi modelada com vigas unidas de forma rígida.
Wie in untenstehender Abbildung zu sehen ist, schwanken die maximalen horizontalen Verschiebungen dabei zwischen 57 mm für den Anschluss ohne Steifen; 55 mm bei einer Steife von 5 mm; 54 mm bei einer Steife von 30 mm sowie 48 mm bei Vernachlässigung der Rotationssteifigkeit (vollständig biegesteif).


Autor

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