7. RESULTS
8.7 Conclusion
A classificação proposta no EUROCODE 3 (2000) é baseada na capacidade de carga dos elementos estruturais, levando-se em conta o comportamento global da estrutura, sendo que a rigidez das ligações é expressa como uma fração da rigidez do elemento que está sendo conectado.
Segundo este enfoque, tanto a rigidez como a resistência da ligação, quando comparadas à rigidez da viga que está conectada, considera na estrutura o efeito de seu
Capítulo 2 – Considerações Iniciais
_____________________________________________________________________________________________________________________ 10
comportamento não linear. Dessa forma, o sistema de classificação proposto utiliza parâmetros de rigidez e resistência separadamente.
Quanto à rigidez, quando comparadas à rigidez do elemento conectado, as ligações podem ser:
Rígidas quando é garantida a continuidade da estrutura, sendo que suas deformações devem ser de tal forma a não reduzir mais que 5% de sua resistência. As ligações rígidas devem transmitir integralmente momentos fletores, além das forças normais e cortantes calculadas de acordo com os modelos teóricos convencionais.
Rotuladas quando sofrem rotações sem absorver momentos fletores de valor significativo, sendo capazes de transmitir apenas força cortante e, eventualmente, força normal.
Semi-rígidas quando o comportamento momento-rotação está situado entre os limites estabelecidos pelas ligações rígidas e rotuladas (ou flexíveis), proporcionando um certo grau de interação entre os elementos conectados para absorver os esforços.
Os limites de classificação das ligações rígidas, semi-rígidas e rotuladas, segundo o EUROCODE 3 (2000), estão indicados na figura 2.3, em função da rigidez inicial da ligação Sj,ini.
Figura 2.3: Limites de resistência para classificação das ligações viga-coluna – Fonte: EUROCODE 3 (2000).
Na figura 2.3, cada região é delimitada pelas seguintes condições: Rígida: b b b ini , j L E I K S ≥ ⋅ ⋅ (2.1)
Capítulo 2 – Considerações Iniciais
_____________________________________________________________________________________________________________________ 11
Semi-rígida: todas as ligações situadas na zona 2. Rotulada: b b ini , j L E I 5 , 0 S ≤ ⋅ ⋅ (2.2)
sendo Mj = momento na ligação;
ϕ
= rotação relativa entre os elementos da ligação; bK
= parâmetro adimensional, função do valor médio de Ib/Lb para todas asvigas superiores do pavimento analisado, dado por:
- Kb = 8 para estruturas cujo contraventamento reduz os deslocamentos horizontais em pelo menos 80% (estruturas contraventadas).
- 25Kb = para demais estruturas (estruturas não-contraventadas), assegurando-se que, para cada pavimento, Kb /Kc ≥0,1.
Kc = parâmetro adimensional, função valor médio de Ic/Lc para todos os pilares
do pavimento;
Ib = momento de inércia da viga; Ic = momento de inércia da coluna;
b
L = comprimento da viga;
Lc = comprimento da coluna;
E = módulo de elasticidade do aço.
Em relação à resistência, as ligações podem ser classificadas como rotuladas, parcialmente e completamente resistentes, comparando-se o momento resistente da ligação M j,Rd com o momento resistente das peças conectadas.
Dessa forma, define-se:
Ligações Rotuladas: ligações projetadas para transferir somente forças normais e cortantes, sem absorver valores significativos de momentos fletores. A capacidade de rotação das ligações rotuladas deve permitir a formação de todas as rótulas plásticas necessárias ao estabelecimento do mecanismo de colapso. Deve ser considerada rotulada a ligação cujo momento resistente Mj,Rd não exceder a 0,25 do momento resistente de uma ligação completamente resistente, desde que seja garantida suficiente
Capítulo 2 – Considerações Iniciais
_____________________________________________________________________________________________________________________ 12
capacidade de rotação.
Ligações Completamente Resistentes: ligações que apresentam capacidade de resistir a momentos fletores superiores, cerca de 1,2 vezes, ao momento resistente de plastificação da peça conectada Mpl,Rd. Para essa consideração, é necessário que a rotação relativa entre os membros da ligação seja praticamente desprezível, verificando- se a formação de rótula plástica em um dos elementos adjacentes à ligação.
Ligações Parcialmente Resistentes: aquelas cuja rigidez não deve ser menor que o necessário para transmitir os momentos fletores e forças de projeto, porém com valores inferiores às respectivas capacidades resistentes dos elementos conectados. Visto que, neste caso, a rótula plástica será formada na ligação, a capacidade de rotação de uma ligação parcialmente resistente deve permitir a completa formação da rótula plástica na ligação, antes que seja atingida a solicitação máxima de projeto.
O critério de classificação das ligações viga-coluna dado pelo EUROCODE 3 (2000) é definido com base na resistência ao momento (rotulada, semi-rígida e rígida), não considerando sua capacidade de rotação, embora seja necessário checar a capacidade de rotação para ligações rotuladas e parcialmente resistentes e, também, para ligações completamente resistentes se o momento resistente de projeto é menor que
Rd , pl M 2 , 1 ⋅ .
Nos últimos anos, os critérios de classificação do EUROCODE 3 (2000) têm sido alvo de estudos com o objetivo de verificar a validade de seus limites, segundo diferentes configurações estruturais, bem como a influência da capacidade de rotação das ligações nas deformações, estabilidade e resistência das estruturas. Embora a classificação das ligações segundo sua capacidade rotacional não esteja no escopo do EUROCODE 3 (2000), esses estudos vêm demostrando a importância de sua consideração, principalmente no caso das ligações rotuladas e semi-rígidas.
Gomes (2002), através da análise de sub-estruturas contraventadas e não- contraventadas, demostrou que os limites de classificação das ligações do EUROCODE 3 (2000) não são satisfatórios, apresentando uma redução da resistência da ligação (observados os limites de classificação estabelecidos) maior que o limite imposto pelo próprio EUROCODE 3 (2000).
Capítulo 2 – Considerações Iniciais
_____________________________________________________________________________________________________________________ 13
levando-se em consideração a capacidade rotacional, dividindo as ligações segundo três classes:
• Classe 1: ligações que geram rótula plástica com a necessária capacidade de deformação para análise plástica;
• Classe 2: ligações que desenvolvem seu momento resistente plástico mas com limitada capacidade rotacional;
• Classe 3: ligações cujo momento resistente é limitado por ruptura frágil ou instabilidade.
Este trabalho propõe também a classificação das ligações rotuladas segundo apenas o critério de capacidade rotacional.