Dimensionamento de ligações de elementos de pórticos de estruturas metálicas

Abstract

Este trabalho apresenta o processo de análise e dimensionamento estrutural de um edifício metálico de dois pisos, centrando-se na análise não linear do comportamento das ligações viga-pilar segundo as diretrizes do Eurocódigo 3. O ponto central do estudo é a transição entre modelos de análise rígidos e semirrígidos, utilizando o método das componentes da NP EN 1993-1-8 para caracterizar a resposta rotacional das uniões. Através de um procedimento iterativo de rigidez não linear secante, validado com o auxílio do software Ftool, foi possível simular com precisão a redistribuição de momentos fletores entre os apoios e o vão. Esta abordagem metodológica viabilizou a otimização dos perfis inicialmente previstos num modelo rígido convencional (IPE 330 e IPE 270) para soluções significativamente mais económicas (IPE 300 e IPE 240), resultando numa poupança global de aço de aproximadamente 14%. Os resultados confirmam que a consideração do comportamento não linear e da ductilidade das ligações é fundamental para um dimensionamento otimizado, garantindo o equilíbrio entre a eficiência de recursos e o cumprimento rigoroso dos requisitos de segurança e estabilidade.

Abstract: This work presents the process of structural analysis and design of a two-story steel building, focusing on the non-linear analysis of beam-column connection behavior according to Eurocode 3 guidelines. The study's focal point is the transition between rigid and semi-rigid analysis models, utilizing the component method from NP EN 1993-1-8 to characterize the rotational response of the joints. Through an iterative non-linear secant stiffness procedure, validated using Ftool software, it was possible to accurately simulate the redistribution of bending moments between the supports and the span. This methodological approach enabled the optimization of the profiles initially planned in a conventional rigid model (IPE 330 and IPE 270) into significantly more economical solutions (IPE 300 and IPE 240), resulting in an overall steel saving of approximately 14%. The results confirm that considering the non-linear behavior and ductility of connections is fundamental for optimized design, ensuring a balance between resource efficiency and strict compliance with safety and stability requirements.