Na etapa de análise estrutural visando determinar os esforços nos elementos para as diversas rigidezes das ligações viga-pilar foi utilizado o pacote computacional SAP 2000. Neste pacote há a opção de utilizar elementos mistos de aço e concreto em vigas e pilares; isto é feito com a definição da geometria da seção transversal na qual são identificados quem são os componentes de aço e de concreto. Mas, era preciso verificar se o procedimento utilizado para representar a seção mista como uma seção em aço com rigidez equivalente era válido.
Para isso, foi realizado um estudo detalhado do comportamento estrutural de elementos mistos isolados (pilares e vigas), os quais foram comparados a elementos de aço.
O estudo foi realizado de forma analítica seguido de simulações computacionais e este procedimento foi realizado até se obter valores de deslocamentos semelhantes para ambos os modelos: analítico e computacional. A etapa de validação mostrou que nos elementos mistos de aço e concreto houve um aumento de rigidez tanto nas vigas quanto nos pilares, quando comparados aos elementos de aço, evidenciando a eficiência dos materiais quando utilizados em conjunto.
As simplificações efetuadas na consideração da rigidez dos componentes (barras com rigidez equivalente) também apresentaram bons resultados tanto na fase de validação quanto na fase de modelagem numérica dos pórticos planos e tridimensionais.
A utilização de barras com rigidez equivalente se mostrou eficiente e demonstrou que é um método valioso para análise e avaliação de sistemas estruturais compostos por elementos mistos de aço e concreto. No entanto, a utilização de barras com rigidez equivalente requer a correta determinação da rigidez de cada um dos elementos (vigas e pilares).
Quanto ao estudo da estabilidade global, foi possível compreender quais parâmetros influenciam no comportamento das estruturas e a importância da análise de 2º ordem para a correta determinação dos esforços e deslocamentos nos diversos elementos estruturais.
Os elementos de viga e pilar foram dimensionados para cada altura de pórtico tridimensional avaliado, sempre seguindo a mesma metodologia recomendada pela ABNT NBR 8800:2008. Em alguns casos, em função dos esforços e deslocamentos horizontais, foi necessário alterar as dimensões dos elementos
O dimensionamento dos elementos foi de fundamental importância para resultados apresentados no estudo da estabilidade global mostrando que um edifício pode resultar em
baixa, média ou alta deslocabilidade em função das decisões tomadas no dimensionamento e
escolha dos perfis; este fato foi mostrado no trabalho quando se optou por um dimensionamento menos rigoroso do modelo tridimensional com vinte pavimentos; isto
resultou em maiores deslocamentos horizontais e, consequentemente, foi classificado como sendo de Média deslocabilidade com valores bem próximos do limite.
7.3 Influência da rigidez da ligação
No capítulo 6 foram apresentados os resultados que permitiram avaliar a influência da rigidez da ligação viga-pilar sobre a estabilidade e os esforços de pórticos planos e tridimensionais. Nos estudos foram avaliadas ligações rígidas e semirrígidas e, no caso dos pórticos planos, diversos valores de rigidez foram considerados.
No caso do pórtico plano, os pórticos com ligações semirrígidas apresentaram, quando comparados àqueles com ligações rígidas, diferenças consideráveis de deslocamentos no topo, porém quando se realizou a classificação quanto à estabilidade global, ambos os modelos foram classificados como sendo de Baixa deslocabilidade, concluindo-se que apesar do modelo com ligações semirrígidas ter apresentado maiores deslocamentos laterais, tal fato não afetou o parâmetro de estabilidade global, havendo apenas variações nos valores de B2.
Ainda no caso do pórtico plano, à medida em que se reduz gradativamente a rigidez da ligação ocorre aumento de deslocamentos horizontais e estes aumentos são proporcionais à diminuição da rigidez.
Todavia, por se tratar de um pórtico simplificado onde não foi utilizado nenhum tipo de diafragma rígido para conter os deslocamentos laterais, o mesmo apresentou grande variação nos valores de deslocamentos registrados para os pórticos com ligações rígidas e semirrígidas.
A análise dos modelos tridimensionais com cinco, dez e vinte pavimentos, seguiu a mesma metodologia utilizada para o pórtico plano, porém, naqueles modelos foram avaliadas duas linhas de pórticos, ambas no eixo de menor inércia. Os pórticos selecionados no modelo tridimensional apresentaram diferenças de deslocamentos entre o modelo com ligações rígidas e semirrígidas menores do que os apresentados para o pórtico plano.
Nos modelos com vinte pavimentos o Pórtico localizado na extremidade apresentou os maiores deslocamentos horizontais, mesmo assim, foi classificado como sendo de Média
deslocabilidade; porém, neste caso, os valores de B2 o ficaram próximos de 1.4, apresentando indícios de instabilidade lateral tanto no modelo com ligações rígidas como semirrígidas. Já no caso do Pórtico 02 (interno) estas variações foram semelhantes ao mesmo Pórtico com dez pavimentos sendo classificado como de Baixa deslocabilidade.
Quanto à mudança na distribuição de esforços proporcionada pela consideração da ligação semirrígida, os pórticos apresentam diminuição significativa de momento negativo
aliado a um aumento do momento positivo, todavia, para a maioria dos modelos analisados, este giro não afetou significativamente a estabilidade da estrutura.
As ligações semirrígidas mostraram ser importantes para a aplicação em projetos, sendo possível obter estruturas semirrígidas com bons parâmetros de estabilidade aliado à economia no dimensionamento. Tal fato pode ser comprovado pela redistribuição dos esforços, tendo como resultado final uma economia considerável de material na estrutura.
Neste trabalho em especial foi utilizado o coeficiente de rigidez K da ligação ensaiada experimentalmente por De Nardin (2007) e, a partir dele foi possível avaliar a influência deste parâmetro quando inserido em pórticos planos e tridimensionais. Isto foi importante pois os ensaios experimentais realizados utilizaram apenas a região da ligação viga-pilar sem a consideração de forças devidas ao vento e efeitos de 2º ordem.
No entanto estes resultados não afirmam que a ligação terá bons resultados quando aplicada em um projeto estrutural, devido às simplificações aqui adotadas. No presente trabalho, os elementos que representam vigas e pilares foram modelados como elementos com seção equivalente que, apesar de validadas, apresentam diferenças de comportamento quando comparadas a elementos mistos reais de aço e concreto. O mesmo ocorreu na consideração das ligações que aqui foram consideradas como sendo um nó semirrígido que, novamente, em casos reais, apresentam vários pontos de contado que irão influenciar no comportamento e na rigidez final.