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Doctoral Thesis
DOI
https://doi.org/10.11606/T.18.2023.tde-29012024-114153
Document
Author
Full name
Anne Caroline Monteiro Diniz
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Carlos, 2023
Supervisor
Committee
Malite, Maximiliano (President)
Carrazedo, Rogério
Júnior, Enio Carlos Mesacasa
Maia, Wanderson Fernando
Parente Junior, Evandro
Title in Portuguese
Desenvolvimento de um modelo de cálculo para dimensionamento de cantoneiras pultrudadas PRFV submetidas à compressão
Keywords in Portuguese
cantoneiras
confiabilidade estrutural
dimensionamento à compressão
estruturas pultrudadas PRFV
Abstract in Portuguese
As cantoneiras são perfis estruturais de geometria simples que possibilitam a montagem de estruturas treliçadas de forma prática e rápida. Devido ao emprego relativamente recentemente na construção civil, as normas para dimensionamento das cantoneiras pultrudadas de Polímero Reforçado com Fibra de Vidro (pPRFV) ainda estão em fase de desenvolvimento. Atualmente, um único modelo de cálculo normativo disponível é destinado ao projeto das cantoneiras pPRFV submetidas à compressão centrada e se baseia na hipótese de barra ideal. Além disso, o efeito do parafusamento de uma das abas da cantoneira, concepção adotada com frequência em projeto, ainda não é contemplado nos procedimentos de cálculo para dimensionamento dos elementos submetidos à compressão excêntrica. O objetivo deste trabalho consiste em propor novas expressões para a previsão da força axial resistente de cantoneiras pPRFV submetidas à compressão centrada, que considerem aspectos relevantes sobre o desempenho estrutural dessas barras, bem como indicar equações de projeto dedicadas às cantoneiras pPRFV conectadas por uma das abas conectada por meio de dois parafusos. Com este fim, uma extensa revisão sistemática foi desenvolvida, de modo a delinear detalhadamente o estado da arte sobre o tema, identificando de forma clara as lacunas no conhecimento. Com base no panorama estabelecido, a metodologia proposta neste estudo consistiu na ampliação do banco de dados de força máxima resistente de cantoneiras pPRFV por meio de simulação numérica e, posterior, calibração de modelos de cálculo baseados no Método de Resistência Direta (MRD). Para analisar a eficiência das formulações propostas e definir coeficientes de resistência adequados ao nível de segurança requerido para os elementos estruturais pultrudados, análises de confiabilidade foram realizadas.
Title in English
Development of a calculation model for designing FRP pultruded angles subjected to compression
Keywords in English
angles
compression design
GFRP pultruded structures
structural reliability
Abstract in English
Angle members are structural profiles of simple geometry that allow the assembly of truss structures in a practical and quick way. Due to the relatively recent use in civil construction, the design standards for angles made of pultruded Fiberglass Reinforced Polymer (pFRP) are still in the development phase. Currently, only one available normative strength model is intended for the design of pFRP angles subjected to concentric compression and it is based on the ideal column hypothesis. In addition, the end-restraint effect of the attachment through one leg only by a bolted connection (design solution frequently used in practical applications) is not yet considered in the calculation procedures for designing the elements subjected to eccentric compression. The objective of this work is to propose new expressions for predicting the compression resistance of pFRP angles concentrically loaded, which consider relevant aspects of the structural performance of these columns, as well as to indicate design equations dedicated to pFRP angles connected at their ends on one leg by two bolts. For this purpose, an extensive Systematic Review was developed, to outline in detail, the state of the art on the subject, clearly identifying gaps in knowledge. Based on the established panorama, the methodology proposed in this study consisted of expanding the database of maximum resistant strength of pFRP angle columns through numerical simulation and, subsequently, calibration of calculation models based on the Direct Strength Method (DSM). To analyze the efficiency of the proposed formulations and define resistance factors adequate to the safety level required for the pultruded structural elements, reliability analyzes were performed.
 
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Publishing Date
2024-02-05
 
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