Determinação da capacidade resistente de elementos estruturais mistos através do método da rótula plástica refinado

ResumoO presente trabalho tem como finalidade implementar e avaliar uma estratégia generalizada baseada no método da compatibilidade de deformações (MCD) para a obtenção das curvas de resistência e de início de plastificação de estruturas mistas de aço e concreto. Devido à anisotropia do concreto, a definição da resistência de seções transversais que possuem tal material em sua composição não é tão simples como nas estruturas metálicas. Recorre‐se ao método da rótula plástica refinado (MRPR) para realizar, via método dos elementos finitos (MEF), análises avançadas, ou seja, considerando conjuntamente os efeitos não lineares geométricos e físicos. Desse modo, a perda gradual da rigidez no MRPR é determinada através da combinação de esforço normal e momento fletor na seção transversal. Para a solução das equações não lineares global e local (a nível da seção transversal) utiliza‐se o método iterativo de Newton‐Rahpson acoplado a estratégias para passar por pontos críticos. Apresentam‐se análises numéricas avançadas de sistemas estruturais mistos de aço e concreto através da formulação implementada. Os resultados obtidos são comparados com respostas numéricas e experimentais presentes na literatura.AbstractThis work presents the computational implementation and evaluation of a generalized strategy based on Strain Compatibility Method to obtain the initial and full yield curves of steel‐concrete composite structures. Due to anisotropy of concrete the evaluation of the full yield capacity of cross sections that have this material in its compostion is not so simple as for steel structures. Use is made of the Refined Plastic Hinge Method (RPHM) to perform, via Finite Element Method (FEM), the advanced analysis considering simultaneously second order and inelasticity effects. Thus, the gradual decrease of the stiffness in RPHM is determined by a section combination of axial force and bending moment. The Newton‐Raphson method with path‐following strategies is adopted for solving the nonlinear global and local (in cross section level) equations. Advanced numerical analysis of composite steel‐concrete structural systems are performed through the presented numerical formulation and the results obtained here are compared with experimental and numerical data given in the literature