半刚性平面框架分析中弯矩-旋转曲线的最小二乘法

Everton Luis Consoni da Silva, L. A. D. Souza, Paulo Henrique de Freitas Meirelles, W. Wutzow
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摘要

摘要在设计开发中,结构体系的梁-柱连接的行为通常采用两个极端来理想化:柱-梁之间不传递力矩的柔性连接,这些单元独立行为;以及完全刚性的连接,在这些连接中,动量的全部传递发生。然而,在实际结构中,实验研究表明,大多数连接必须被视为半刚性连接。这种行为是通过弯矩-旋转曲线来描述的,而弯矩-旋转曲线必须纳入结构分析,以获得更准确的连接性能信息。为此,本文提出了应用最小二乘法模拟金属平面框架连接的半刚性行为,通过耦合数值计算模型来预测具有几何非线性行为的框架和半刚性连接。为此,采用腐蚀有限元公式,考虑欧拉-伯努利梁理论。用混合单元模拟结构构件之间的连接。采用增量迭代Potra- ptac方法求解非线性方程组,并结合圆弧长度延拓技术。利用计算机代码对文献中发现的四种结构进行了分析,结果表明,该方法在考虑连接衰减的情况下,在获得结构平衡路径方面取得了良好的数值结果。
本文章由计算机程序翻译,如有差异,请以英文原文为准。
Método dos mínimos quadrados na utilização de curvas momento-rotação na análise de pórticos planos semirrígidos
RESUMO Usualmente, no desenvolvimento de projetos, adota-se que o comportamento das ligações viga-pilar do sistema estrutural é idealizado por meio de dois extremos: as ligações flexíveis em que nenhum momento é transmitido entre o pilar e a viga e esses elementos se comportam independentemente; e as ligações totalmente rígidas nas quais ocorre a transmissão total do momento. Entretanto, nas estruturas reais, investigações experimentais têm demonstrado que a maioria das conexões devem ser tratadas como ligações semirrígidas. Esse comportamento é descrito por intermédio de curvas momento-rotação, que, por sua vez, devem ser incorporadas à análise estrutural para que se obtenha informações mais precisas sobre o desempenho da conexão. Para tanto, este artigo apresenta a aplicação do método dos Mínimos Quadrados para a simulação do comportamento semirrígido de ligações de pórticos planos metálicos, por intermédio do acoplamento com um modelo numérico-computacional para predição de pórticos com comportamento não linear geométrico e ligações semirrígidas. Para tanto, utiliza-se a formulação Corrotacional de Elementos Finitos, considerando a teoria de viga de Euler-Bernoulli. A ligação entre os membros estruturais é simulada por um elemento híbrido. O sistema de equações não lineares é solucionado pelo procedimento incremental-iterativo de Potra-Pták, associado à técnica de continuação Comprimento de Arco Cilíndrico. Quatro estruturas encontradas na literatura são analisadas com o código computacional desenvolvido, em que é possível verificar que o método proposto apresentou bons resultados numéricos quanto à obtenção do caminho de equilíbrio da estrutura considerando a deterioração da ligação.
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