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Title: Vigas e lages mistas aço-betão: desenvolvimento de uma ferramenta de cálculo automático de dimensionamento
Authors: Rodrigues, Mário André Pires
Advisor: Pinto, Jorge Tiago Queirós da Silva
Faria, Ilídio Manuel Miranda
Keywords: Estruturas mistas aço-betão
Viga mista
Laje mista
Excel
Aplicação automática
Eurocódigo4
Issue Date: 2010
Abstract: O meio técnico está familiarizado a utilizar, dimensionar e verificar estruturas de betão armado ou estruturas metálicas. Nas últimas décadas, uma nova forma de associar o aço e o betão tem vindo a ser crescentemente utilizada nos sistemas estruturais dos edifícios, entre outros. São as estruturas mistas aço‐betão, que se diferenciam das estruturas em betão armado pela forma como combinam numa secção transversal a utilização do aço e do betão. Entre os elementos que constituem as estruturas mistas contam‐se as vigas mistas e as lajes mistas, onde o perfil de aço associado ao betão permite um ganho considerável em termos de resistência global. Por outro lado o uso deste tipo de lajes e vigas permite reduzir a dimensão das secções, ou quando necessário, manter a mesma dimensão de uma secção alternando a sua capacidade resistente, o que traz consideráveis vantagens do ponto de vista funcional e arquitectónico. É sobre as vigas e lajes mistas que este trabalho se debruça. A sua crescente importância na construção, aliada ao facto de não existir software disponível para o seu dimensionamento, leva a que através deste trabalho se procure criar uma ferramenta de cálculo automático que permita ao projectista a elaboração de um prédimensionamento e a realização de verificações de um modo rápido e sistemático. Conta‐se na parte inicial deste projecto, com um estudo sobre os vários elementos que constituem uma estrutura mista: vigas, lajes e pilares e uma breve caracterização dos materiais que os constituem. De modo a estudar os princípios de dimensionamento das vigas e lajes mistas desenvolve‐se e discute‐se a norma europeia associada, o Eurocódigo 2. O programa desenvolve‐se tendo em conta o método de cálculo preconizado pela norma e no final apresentam‐se exemplos de utilização e respectivos relatórios de verificações. A validade dos resultados apresentados pela aplicação é verificada através da sua comparação com exemplos resolvidos analiticamente. Verificados os resultados provenientes da aplicação garante‐se o cumprimento do objectivo principal do trabalho, com a apresentação de uma implementação automática validada, de grande utilidade no projecto de estruturas.
Reinforced concrete and steel are the most common construction types in civil engineering. The combined use of steel and concrete, taking profit of the best properties of the two materials in a so called composite structure is a relativity recent development which has been more and more used in construction. The composite beams and composite slabs are a single part of a composite structure. Here, the steel profile combined with concrete, increases the overall strength of the element. The use of composite beams and composite slabs also has advantages by reducing the dimensions of the sections, or in case of necessity, keeps the same dimension of a section with different levels of resistance. This work is focus on composite beams and slab. Their increasing importance in construction, combined with the rare existence software for design, brought the motivation to develop an automatic tool for calculation of the resistance of composite beams and composite slabs. The dissertation starts with a state‐of‐art of composite steel‐concrete construction, with particular emphasis to the different structural elements (beams, slabs and columns). Properties of involved construction materials are briefly presented. The methodology for design and verification according to the Eurocode 4 is then described, supporting the development of automatic toolkit based on the Excel platform. Various examples are introduced and solved analytically to validate and evaluate errors involved in small simplifications necessary to automatic verification. It is concluded that very small errors result in the final resistance of the diverse columns types implementations. Therefore the developed application constitutes a very useful tool in the design of composite columns.
Description: Dissertação de Mestrado em Engenharia Civil
URI: http://hdl.handle.net/10348/2559
Document Type: Master Thesis
Appears in Collections:OLD - Dissertações de Mestrado

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