Análise e comportamento de vigas de aço e vigas mistas com aberturas na alma

Este trabalho consiste de um estudo sobre a análise e o comportamento de vigas de aço e vigas mistas com aberturas na alma. É desenvolvido um procedimento de cálculo para vigas de aço e mistas constituídas de perfis I, com uma ou várias aberturas na alma, utilizando-se o Método dos Estados Limites. Os diversos estados limitesúltimos relacionados às atuações do momento fletor e da força cortante são descritos e suas correspondentes resistências de cálculo determinadas. Por esse procedimento, torna-se possível identificar as situações em que as aberturas necessitam de reforços, e também projetá-los. As aberturas podem ser retangulares ou circulares, concêntricas ou excêntricas. É feita uma avaliação crítica do Anexo K da Norma Brasileira NBR 8800 (Projeto e Execução de Estruturas de Aço de Edifícios), editada em 1986, que trata especificamente de aberturas em almas de vigas. Faz-se uma proposta no sentido de tornar o texto desse Anexo mais abrangente, especialmente no que se refere às dimensões, formato e posicionamento das aberturas. É apresentada uma formulação, baseada no método dos deslocamentos, para determinar a deformação elástica em vigas de aço e mistas com aberturas, utilizando uma matriz de rigidez específica para o elemento de abertura.Foi desenvolvido um programa computacional, que faz uso da teoria utilizada no presente estudo, para verificação dos estados limites últimos aplicáveis a vigas de aço e vigas mistas com aberturas na alma e para determinação de sua deformação elástica.This work consists of a study about the behavior of steel and compositebeams with web openings. A design procedure for I beams with one or more web openings is developed, using the Limit State Method. The various ultimate limit states related to the acting of the bending moment and shear are described and their corresponding design strengths are evaluated. Using this procedure it is possible to identify the situations in which the openings should be reinforced and to design suchreinforcements. The openings can be rectangular or circular, concentric or excentric. It is also included in this work a critical evaluation of the K annexe of the Brazilian Specification for project and execution of building steel structures, NBR 8800, published in 1986, that deals specifically with openings in beam webs. A proposal to make the text of the annexe more extensive, specially in relation to the openings dimensions, shape and positioning is presented. Design procedures are presented, based on the stiffness method to determinate deflections in composite and noncomposite beams, using a specific stiffness matrix to the opening element. A computer program has been developed using the theory presented in the work, to design composite and noncomposite beams with web openings and to evaluate their deflections