Influence of joint slippage on the cyclic response of steel frames

Steel joints subjected to cyclic loading whereby the amplitude of the applied forces exceeds the yield strain of one or more of the relevant connection components usually exhibit degradation of its moment-rotation response that eventually leads to failure of the joint. Depending on the actual design of end-plate beam-to-column steel joints, the cyclic response may present slippage. It is the purpose of the present paper to (i) discuss the various hysteretic models available to model steel joints under cyclic loading; (ii) describe a numerical implementation of two such models, with and without slippage, and (iii) compare the cyclic response of two distinct joints (with and without slippage), and (iv) based on a selected test case, assess the influence of slippage on global behaviour of the structure

Influência do comportamento real das ligações em pórticos metálicos de travessas inclinadas

O objectivo deste trabalho consiste em estudar a influência do comportamento real das ligações em pórticos de travessas inclinadas. Todo o trabalho desenvolvido assenta na elaboração de análises: (i) elástica de 1.ª ordem, (ii) linear de estabilidade (cargas críticas), (iii) elástica de 2.ª ordem, (iv) elasto-plástica de 1.ª ordem e (v) elasto-plástica de 2.ª ordem, aplicadas a pórticos metálicos de travessas inclinadas. A estratégia seguida baseia-se no estudo do comportamento de pórticos metálicos, simulando a rigidez das ligações, através de uma lei de comportamento bi-linear. A rigidez atribuída a cada uma das ligações é alterada ao longo de cada análise, consoante se trate de uma ligação rotulada, semi-rígida ou rígida. Aplicam-se todas as análises, depois de devidamente calibradas, a um pórtico base (PB), apresentando-se logo de seguida os resultados de um estudo paramétrico mais abrangente, quer em gama estrutural quer em estados limites considerados. Depois, comparam-se os resultados alcançados através de métodos aproximados com os resultados obtidos através do programa de cálculo automático LUSAS [1], na determinação de cargas críticas e na determinação dos esforços de 2.ª ordem, procurando aqui avaliar algumas considerações presentes no Eurocódigo 3 (EC3) [2], relativamente aos intervalos que obrigam à consideração, ou não, dos efeitos de 2.ª ordem. Por último, apresenta-se a validação da análise dinâmica, finalizando o trabalho com as conclusões finais e os desenvolvimentos futuros

Comportamento cíclico de ligações metálicas

O interesse da investigação do comportamento de estruturas metálicas solicitadas a acções sísmicas é um tema actual constantemente lembrado por notícias que nos mostram a ocorrência frequente de sismos nas mais diversas regiões do mundo. Neste trabalho de doutoramento, descreve-se a execução de um programa experimental de ensaios de ligações metálicas à escala real, dividido em quatro séries totalizando um total de 13 ensaios, solicitados a acções cíclicas. Procurou-se com este programa de ensaios, conhecer e caracterizar o comportamento real das ligações ensaiadas. Paralelamente ao trabalho experimental, desenvolveu-se a implementação numérica de um modelo matemático, que permite simular o comportamento real das ligações metálicas. Este modelo foi incorporado num software de cálculo automático, para assim ser possível o estudo e análise da contribuição do comportamento real das ligações no comportamento global da estrutura. Os ensaios experimentais levados a cabo neste trabalho, a par dos ensaios experimentais desenvolvidos por outros autores, permitiram definir os parâmetros de calibração do modelo implementado. Por fim, e com base no trabalho desenvolvido, estudou-se a influência do comportamento real das ligações no desempenho sísmico de três estruturas metálicas solicitadas a acções sísmicas

The construction industry and the challenges of the milennium development goals

It has long been recognised that the role of the construction industry in socio-economic development goes beyond its share in national output. A number of studies have focused on the issue of employment creation others have emphasised its multiplier effect on other sectors of the economy. The role of construction infrastructure in the process of development has gained a new stimulus following the United Nations Millennium Declaration at the Millennium Summit in New York in September, 2000. Eight Millennium Development Goals (MDGs), measured through 21 targets, were devised. According to international development agencies, the services provided by infrastructure have a pervasive effect on the economic and social targets related to the MDGs. Using data obtained from World Bank and United Nations publications, and making use of an analysis developed in previous works, this study presents some prospects of the pattern of development of the construction industry in two groups of countries in Sub-Saharan Africa, according to their level of economic development. Some insights for the growth strategies of the construction industry in the groups of countries are also presented

Numerical implementation and calibration of a hysteretic model for cyclic response of end-plate beam-to-column steel joints under arbitrary cyclic loading

This work presents the implementation and calibration of Modified Richard-Abbott model for cyclic response of four end-plate beam-to-column steel joints under arbitrary cyclic loading. The joints parameters are found and the comparison between the analytical hysteretic results and the experimental hysteretic results is made, as well as the hysteretic energy dissipated evaluated for each cycle and obtained for both type of analyses.Financial support from the Portuguese Ministry of Science, Technology and Higher Education (Ministério da Ciência, Tecnologia e Ensino Superior) under contract grants from PRODEP III (5.3), for Pedro Nogueiro, Foundation of Science and Technology through POCI/ECM/55783/2004 and FEDER through INTERREG-III-A (project RTCT-B-Z-/SP2.P18) is gratefully acknowledged

Comportamento sísmico de ligações metálicas: influência na resposta dinâmica de estruturas metálicas

Tem-se verificado nas últimas décadas a ocorrência de grande actividade sísmica em diversas zonas do globo, causando inúmeros danos, quer materiais quer humanos. A competitividade da construção metálica e mista, nomeadamente nestas zonas, requer a apresentação e o estudo de soluções que demonstrem claramente o bom desempenho estrutural. Sabendo-se a importância das ligações no comportamento das estruturas metálicas e mistas, avalia-se a resposta sísmica de três estruturas metálicas, duas planas e uma tridimensional, a partir de análises não lineares. As estruturas estudadas consistem num primeiro pórtico bidimensional, mais baixo (2x5), um pórtico bidimensional, mais alto (2x5), e por fim um pórtico tridimensional (4x5x8), considerando sempre o comportamento histerético das ligações. Para dimensionar e avaliar o desempenho sísmico deste tipo de estruturas recorreu-se a dois procedimentos diferentes: análise estática não linear e análise dinâmica não linear. Os resultados obtidos por ambas as análises foram comparados, quer em termos de deslocamentos horizontais, quer em termos de deformações nas ligações.Agradece-se o suporte financeiro concedido pela Ministério da Ciência e Tecnologia através do programa PRODEP III (5.3), a Pedro Nogueiro, da Fundação para a Ciência e Tecnologia através do projecto POCTI/ECM/55783/2004, do Fundo Europeu de Desenvolvimento Regional, programa INTERREG-III-A através do projecto RTCT-B-Z/SP2.P18, assim como toda a assistência prestada pela Seismosoft (http://www.seismosoft.com)

Influence of joint slippage on the seismic response of steel frames

The present paper presents an evaluation of the influence of joint slippage on the seismic response of steel frames. Using three alternative hysteretic joint models to simulate the connections of a representative low-rise steel frame, and a series of dynamic time-history analyses for a typical seismic record, it is found that slippage affects the response of the structure and should be allowed for in design

Calibration of model parameters for the cyclic response of end-plate beam-to-column steel-concrete composite joints

Composite joints, considering the composite action of steel and concrete, exhibit, in general, high strength and high ductility. As a consequence, the use of this type of joint has been increasing in many countries, especially in those that are located in earthquake-prone regions. In this paper, a hysteretic model with pinching is presented that is able to reproduce the cyclic response of steel and composite joints. Secondly, the computer implementation and adaptation of the model in a spring element within the computer code Seismosoft is described. The model is subsequently calibrated using a series of experimental test results for composite joints subjected to cyclic loading. Finally, typical parameters for the various joint configurations are proposed.Financial support from the Portuguese Ministry of Science, Technology and Higher Education (Ministério da Ciência, Tecnologia e Ensino Superior) under contract grants from PRODEP III (5.3), for Pedro Nogueiro, Foundation of Science and Technology through POCI/ECM/55783/2004 and FEDER through INTERREG-III-A (project RTCT-B-Z-/SP2.P18) is gratefully acknowledged. The assistance provided by Seismosoft, is also most (http://www.seismosoft.com). The supply of the data files from experimental tests by D. Dubina and R. Liew is warmly thanked

Numerical implementation and calibration of a hysteretic model with pinching for the cyclic response of steel and composite joints

In this paper, a hysteretic model with pinching is presented that is able to reproduce the cyclic response of steel and composite joints. Secondly, the computer implementation and adaptation of the model in a spring element within the computer code Seismosoft is described. The model is subsequently calibrated using a series of experimental test results for steel and composite joints subjected to cyclic loading. Finally, typical parameters for the various joint configurations are proposed

Modelações de ligações na análise sísmica de pórticos metálicos

Neste artigo é avaliada a influência da modelação das ligações estruturais viga-pilar no comportamento sísmico de pórticos metálicos sem contraventamentos a partir de análises dinâmicas não-lineares. Inicialmente estuda-se a influência do comportamento histerético global da ligação, comparando com o comportamento elasto-plástico. Numa segunda fase estudase a influência da distorção da alma do pilar ao corte no desempenho estrutural. Pode-se concluir que a partir da análise do comportamento individual das diversas componentes se pode deduzir o comportamento histerético da ligação. Esta conclusão abre caminho à generalização do método das componentes na previsão do comportamento cíclico das ligações