L' enseignement du mouvement dans le jeu des cordes
Rolland, Paul
2011
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In this paper same results are presented, related to the parametric study of the q-factor of steel moment resistant frames. The study considers semi-rigid beam-to-column joints with standard behaviour, characterized by their stiffness, resistance and deformation capacity. Three performance levels or limit states are considered, Serviceability Limit State (SLS), Damageability Limit State (DLS) and Ultimate Limit State (ULS).
Nesta comunicação são apresentados alguns resultados relativos ao estudo paramétrico de coeficientes de comportamento de pórticos metálicos. Os modelos numéricos usados incluem a análise geometricamente não-linear dos pórticos e as relações constitutivas não-lineares das ligações. No estudo são consideradas ligações viga-coluna semi-rígidas caracterizadas por relações bi-lineares momento-rotação definidas pela sua rigidez inicial e pós-elástica, resistência e capacidade de deformação. São considerados três níveis de performance ou estados limites, Estado Limite de Serviço (SLS), Estado Limite de Acumulação de Danos (DLS) e Estado Limite Último (ULS).
In ENV1995-2:1997 (Eurocode 5-Part 2), a simplified method is proposed for checking the serviceability limit state (SLS) of vibration in timber bridges subjected to the action of streams of pedestrians. The procedure estimates the values of peak acceleration in the deck under such conditions.
This paper undertakes a comparison between the values supplied by that method and those obtained through a Finite-Element based numerical analysis. A number of load cases is analysed, in which variable values of the number of pedestrians and of its walking frequency is considered.
The probabilistic models used to generate the dynamic loading corresponding to these crowds are also described.
O artigo apresenta resultados do estudo numérico relativo ao comportamento de colunas tubulares nas ligações a vigas I com perfis em U, efetuado com base numa variação paramétrica das características mais significativas dos perfis tubulares. Os parâmetros considerados são as espessuras, as larguras e os diâmetros das colunas tubulares, e o seu enchimento com betão. Os resultados do estudo paramétrico com os modelos numéricos permitem relacionar os parâmetros considerados com o comportamento estrutural da ligação, nomeadamente a resistência, as rigidezes e a capacidade de rotação. Dos resultados obtidos, conclui-se que a variação destes parâmetros altera significativamente o comportamento global da ligação.
The main purpose of the investigation presented is the characterisation of the nonlinear dynamic behaviour of steel joints between I profile beams and hollow section columns with welded reverse channel.
The experimental program supporting this investigation consists on the determination of the characteristics of the nonlinear cyclic behaviour of the connection between I profile beams and circular or rectangular hollow section columns. The main goal of this research program is the identification and characterization of the connection components that control the hysteretic behaviour of the connections to be used in seismic areas. The paper presents preliminary test results.
The main purpose of the investigation presented is the characterisation of the nonlinear cyclic behaviour of steel joints between I profile beams to hollow section columns with welded reverse channel.
When compared with other steel shapes, tubular profiles show a privileged structural behaviour due to their ability to withstand axial loads, bending in several directions and torsion, besides considerable advantages in terms of maintenance and aesthetics. The welded reverse channel connection is a good solution since it allows for a bolted joint between I beam to hollow column. Furthermore, this type of joint detail has a reasonable construction cost, is easy to implement and possesses large ductility through the deformation of the web panel.
In this paper a comparison is made between experimental and numerical finite element model results. The main focus will be on the results concerning the main components of the reverse channel, i.e. web face in bending, flanges panels in shear, compression and tension.
The main objective of these tests is determining the strength, stiffness and rotation capacity of the main components of the reverse channel joining detail. In the experimental program the characteristics of the nonlinear behaviour of the principal reverse channel components is assessed by means of bending tests (monotonic and cyclic). The parameters which have been varied in the tests are the geometry of the loaded area and the dimensions of the flanges and web of the U shaped element. The numerical models are developed in the software LUSAS and calibrated with the results from the experimental tests.
O principal objetivo da investigação apresentada é a caracterização experimental do comportamento cíclico não linear de ligações metálicas entre vigas de perfil em I e colunas tubulares com perfis em U invertidos de secção soldada.
Quando comparados com outros perfis metálicos, os perfis tubulares apresentam melhor comportamento estrutural, devido à sua capacidade de suportar cargas axiais, flexão em várias direções e torção, além das vantagens consideráveis em termos de manutenção e estética, a um custo razoável. No entanto, apresentam dificuldades associadas às ligações, principalmente a vigas de perfil em I.
A utilização de perfis em U invertidos soldados à coluna tubular e aparafusados a vigas com placa de extremidade tem-se mostrado uma boa solução quando se conjuga o custo de construção, a facilidade de implementação e a ductilidade obtida através da deformação da alma do perfil em U. O tipo de ligação descrito apresenta vantagens mas, o seu comportamento não está caracterizado.
Neste artigo são apresentados resultados relativos à investigação experimental sobre o comportamento das componentes do perfil em U da ligação. O comportamento das principais componentes do perfil em U (painel da alma em flexão, painéis dos banzos em corte, compressão e tração) é avaliado por meio de ensaios experimentais de flexão (monotónicos e cíclicos). O objetivo principal destes ensaios é caracterizar a resistência, rigidez e capacidade de rotação das principais componentes da ligação relacionadas com o perfil em U.
Os resultados do estudo permitem apresentar o comportamento deste tipo de ligações quando os parâmetros relativos ao perfil em U variam. A área carregada, as espessuras e larguras da alma e dos banzos são parâmetros com influência no comportamento estrutural da ligação.
O principal objetivo da investigação apresentada é a caracterização do comportamento não linear de ligações metálicas entre vigas de perfil I e colunas tubulares com perfis U de secção soldada invertidos.
Neste artigo é apresentada uma comparação entre os resultados do modelo experimental e da modelação numérica por elementos finitos, permitindo a validação do modelo e a caracterização do comportamento das principais componentes do perfil em U da ligação, nomeadamente, as associadas ao painel da alma em flexão e aos painéis dos banzos em corte, compressão e tração. Os resultados deste estudo são apresentados em termos de resistência, rigidez e capacidade de rotação da ligação.
No programa de ensaios experimentais as características do comportamento não-linear das componentes do perfil são avaliadas por meio de ensaios de flexão, monotónicos e cíclicos. Os modelos numéricos foram desenvolvidos no programa de elementos finitos LUSAS, sendo calibrados com os resultados dos ensaios experimentais.
The main purpose of this investigation is the characterisation of the nonlinear cyclic behaviour of steel joints between I profile beams to hollow section columns with welded reverse channel. In this paper a comparison is made between experimental tests and numerical finite element model results. In the experimental program the characteristics of the nonlinear behaviour of the principal reverse channel components is assessed by means of bending tests. The numerical models are developed in the software LUSAS and calibrated with the results from the experimental tests. The main focus of these tests will be on the results concerning the main components of the reverse channel detail, i.e. web face in bending, flanges panels in shear, compression and tension, in terms of strength, stiffness and rotation capacity. The parameters which have been varied in the tests are the geometry of the loaded area and the dimensions of the flanges and web of the U shaped element.
O principal objetivo da investigação apresentada é a caracterização do comportamento não linear de ligações metálicas entre vigas de perfil I e colunas tubulares com perfis U de secção soldada invertidos.
Neste artigo é apresentada uma comparação entre os resultados do modelo experimental e da modelação numérica por elementos finitos, permitindo a validação do modelo e a caracterização do comportamento das principais componentes do perfil em U da ligação, nomeadamente, as associadas ao painel da alma em flexão e aos painéis dos banzos em corte, compressão e tração. Os resultados deste estudo são apresentados em termos de resistência, rigidez e capacidade de rotação da ligação.
No programa de ensaios experimentais as características do comportamento não-linear das componentes do perfil são avaliadas por meio de ensaios de flexão, monotónicos e cíclicos. Os modelos numéricos foram desenvolvidos no programa de elementos finitos LUSAS, sendo calibrados com os resultados dos ensaios experimentais.
Neste artigo apresenta-se um estudo paramétrico com modelos numéricos de elementos finitos de ligações entre colunas metálicas tubulares e perfis I por meio de perfis em U invertidos soldados. Para calibração dos modelos, os resultados foram comparados com os obtidos em ensaios experimentais. Com os modelos numéricos desenvolvidos, pretende-se avaliar quais os principais parâmetros que condicionam o comportamento dos elementos da ligação, em especial o das componentes da alma e dos banzos do perfil em U. Os parâmetros escolhidos para di-ferenciação dos modelos foram as dimensões dos elementos do perfil e as dimensões da área carregada.
O principal objetivo da investigação apresentada é a caracterização experimental do comportamento cíclico não linear de ligações metálicas entre vigas de perfil em I e colunas tubulares com perfis em U invertidos de secção soldada. A utilização de perfis em U invertidos soldados à coluna tubular e aparafusados a vigas com placa de extremidade tem-se mostrado uma boa solução quando se conjuga o custo de construção, a facilidade de implementação e a ductilidade obtida através da deformação da alma do perfil em U. Neste artigo são apresentados resultados relativos à investigação experimental sobre o comportamento das componentes do perfil em U da ligação. O comportamento das principais componentes do perfil em U (painel da alma em flexão, painéis dos banzos em corte, compressão e tração) é avaliado por meio de ensaios experimentais de flexão (monotónicos e cíclicos). O objetivo principal destes ensaios é caracterizar a resistência, rigidez e capacidade de rotação das principais componentes da ligação relacionadas com o perfil em U. Os resultados do estudo permitem apresentar o comportamento deste tipo de ligações quando os parâmetros relativos ao perfil em U variam. A área carregada, as espessuras e larguras da alma e dos banzos são parâmetros com influência no comportamento estrutural da ligação.
This paper presents results of numerical study on the behaviour of tubular columns in the connections to I beams with U-profiles, effected on the basis of a parametric variation of the most significant characteristics of tubular profiles. The parameters considered are the thicknesses, the widths and the diameters of the tubular columns, the filling with concrete. The main purpose is the characterisation of the nonlinear behaviour of this type of steel joints. The results of the parametric study with numerical models allow correlate the parameters considered with the structural behaviour of the connection, defined by the resistance, the stiffness and the rotation capacity and calibrate the experimental tests. The numerical models are developed with the software LUSAS.
O artigo apresenta resultados de ensaios experimentais cíclicos, efetuados no âmbito da investigação do comportamento de ligações entre coluna tubular e viga, aparafusadas com recurso a perfis em U invertidos. O programa considera a variação de parâmetros respeitantes aos perfis tubulares, nomeadamente a largura, a espessura das paredes, o enchimento com betão e o esforço axial. O layout dos ensaios é constituído por um pórtico metálico que suporta os protótipos e o atuador de carga, que submete a ligação a momento fletor e esforço transverso. Os resultados são apresentados na forma de curvas histeréticas momento-rotação, concluindo-se que os parâmetros considerados são influentes no comportamento global da ligação.
O principal objetivo da investigação apresentada é a caracterização experimental do comportamento cíclico de ligações metálicas entre colunas de secção tubular e vigas I com perfis em U invertidos de secção soldada.
A utilização de perfis tubulares ainda não é uma solução corrente na concepção de estruturas metálicas e mistas, apesar da sua forma geométrica lhe conferir grande resistência quando submetidos a esforço axial, flexão e torção. Os aspetos associados com as ligações, principalmente a vigas de perfil em I, condicionam a sua utilização. As soluções tradicionais, aparafusada e soldada, ou são inviáveis por não haver acesso ao interior do perfil tubular ou tornam-se dispendiosas devido ao processo de soldadura em obra. A utilização de perfis em U invertidos soldados à coluna tubular aos quais se ligam por parafusos as vigas I com placa de topo é uma solução eficiente.
O plano de ensaios experimentais tem como objetivo a determinação das características do comportamento cíclico não linear dos principais componentes das colunas tubulares e do perfil em U. Estas componentes são, em relação à coluna tubular, a rotura por plastificação da face da corda por flexão, a rotura da parede lateral da corda por plastificação, esmagamento ou instabilidade e a rotura por corte da corda, e o painel da alma em flexão e os painéis dos banzos em corte, compressão e tração, relativamente ao perfil em U.
Este artigo apresenta resultados relativos ao comportamento das colunas tubulares e o do perfil em U, efetuados com base numa variação paramétrica das características mais significativas dos perfis tubulares, nomeadamente, a espessura e a largura das paredes dos perfis, o enchimento ou não com betão, e o esforço axial.
Os resultados permitem correlacionar os parâmetros considerados com o comportamento estrutural da ligação, definido pela resistência, pela rigidez e pela capacidade de rotação.
This article presents some results of the experimental monotonic bending tests on the
behaviour of the tubular columns show a privileged structural behaviour when compared with other steel shapes, due to their ability to withstand axial loads, bending in several directions and torsion, besides considerable advantages in terms of maintenance and aesthetics.
The characteristics of the nonlinear cyclic behaviour of the steel joints between tubular columns and I profile beams, with welded reverse channel, is the principal purpose of the investigation presented, based on experimental tests, that allow correlate the parameters considered with the structural behaviour of the joint, defined by the resistance, the stiffness, and the rotation capability.
The use of the welded reverse channel in the connection is a good solution since it allows the bolted joint between tubular and I profiles, has a reasonable construction cost, is easy to implement and possesses large ductility through the deformation of the channel web panel.
The main components of the joint that should be considered is: the chord face yielding in bending, the chord side wall yielding, crushing or instability, under the compression brace member and the chord in shear, in respect to the columns, and the web face of the channel in bending and the flanges panels in shear, compression, and tension, related to the reverse channel.
This article present some results of the experimental tests, effected based on a parametric variation of the most significant characteristics of the tubular profiles. The parameters considered are the thicknesses and the widths of the tubular columns faces, the filling with concrete and the axial load.
Na Parte 2 do Eurocódigo 5 é proposto, para tipologias correntes, um processo simplificado de verificação do estado-limite de vibração para pontes de madeira sujeitas à acção de grupos de peões, o qual utiliza estimativas do valor máximo da aceleração no tabuleiro.
Neste trabalho procede-se à comparação entre os valores determinados por esse método e os obtidos por análise dinâmica de modelos numéricos de Elementos Finitos, sob a acção de grupos de peões de dimensão e frequência de passada variáveis.
Descrevem-se ainda os modelos probabilísticos utilizados na geração do carregamento dinâmico correspondente a estes grupos.
The paper reports on the results of the modal identification of several small to medium span railway viaducts. The identification was based mainly on the free vibration of each structure immediately after the train passages. The non-linear behavior of some components, namely the ballast and the aged bearing supports, conditioned the evolution of the free vibration signals, which showed increasing values for the eigenfrequencies and lower values for the damping as far as the vibration amplitude decreased. An estimate for the ballast shear stiffness and for the influence of the superstructure (track plus ballast) in the overall dynamic behaviour could also be obtained from the measurements evaluation.
The main purpose of this paper is to present some results concerning the investigation of the effects of the vehicle-bridge interaction in simply supported medium span viaducts, including the modelling of the ballast-rail track system. This system is modelled using the rail stiffness in vertical and longitudinal directions, including the rail pad and the sleepers, and the ballast as a system of vertical springs, dampers and masses. A simplified vehicle model proposed by the European Railway Research Institute (ERRI D214, 1999), taking into account the vehicle primary suspension characteristics and the mass of the bogie is used with the contact algorithm implemented in the software ADINA to evaluate the response acceleration of a simply supported medium span concrete viaduct. The results are compared with those from the moving loads model for a wide range of train speeds
This paper deals with the methodologies used for footbridges design and their application to a steel footbridge built over a road junction in Guarda, Portugal. The complexity of the bridge behavior and the high uncertainty connected with the damping and natural frequencies estimation supported the decision to carry out vibration measurements included in the commissioning tests. A modal identification was performed and a FE model of the bridge was updated accordingly. Tests with pedestrians were also performed in order to gain as much information as possible towards the final decision to be made concerning the installation or not of the foreseen tuned mass dampers. Tests included continuous streaming of pedestrian groups with increasing size crossing the bridge in synchronized walking at various pace rates.
O comportamento dinâmico de pontes ferroviárias de alta velocidade é um dos principais aspectos a ter em conta no dimensionamento deste tipo de estruturas. Um dos parâmetros que é mais crítico em pontes de um único vão é o relativo às acelerações máximas verticais. Valores excessivos de acelerações podem por em causa a segurança da circulação na via, nomeadamente a instabilidade do balastro e o conforto dos passageiros.
Este artigo tem como objectivo apresentar o trabalho de investigação desenvolvido em pontes ferroviárias de médio vão. O recurso à identificação modal de casos de estudo permitiu desenvolver modelos de elementos finitos capazes de simular o comportamento dinâmico em situação de serviço. Por outro lado tendo como base o modelo de elementos finitos desenvolvido veículo/via-férrea ponte foi analisado a influência das irregularidades verticais da via no comportamento das pontes.
The main purpose of this work is to evaluate and compare the dynamic response of a ballasted single-span simply supported viaduct using available models for the track system composed by the rails, the sleepers and the ballast. The dynamic response obtained from field measurements is used to establish the dynamic characteristics of the structure and the real traffic response acceleration to be used as reference for the comparisons. For the numeric calculations two types of loading model are considered, namely the moving forces model and the interaction bridge/track/vehicle model.
Neste artigo apresenta-se a calibração do modelo estrutural de uma ponte ferroviária com um vão simplesmente apoiado de 23.5 metros em betão pré-esforçado, para a qual se possuem medições da resposta de aceleração vertical do tabuleiro quando sujeita à passagem de tráfego real. O estudo é complementado com o cálculo e comparação da resposta dinâmica da ponte quando sujeita à passagem de dois tipos de composição ferroviária: uma locomotiva e o comboio de alta velocidade alemão ICE2. Nesta análise são definidas duas metodologias para o cálculo da resposta, nomeadamente, o modelo das forças rolantes e a interacção do sistema veículo/via férrea/ponte em que são utilizados três diferentes modelos dinâmicos de via férrea.
Neste artigo são apresentados os resultados obtidos numa campanha de
ensaios dinâmicos realizados para a avaliação estrutural da ponte de Odemira no
decorrer das obras de reabilitação e reforço. Estes ensaios foram efectuados de modo
a determinar as frequências próprias, as configurações dos modos de vibração e os
amortecimentos modais. Foram realizadas medições de vibração forçada e de
vibração ambiental, tendo sido adquiridas acelerações verticais e horizontais, segundo
a direcção transversal e a direcção longitudinal, nos três primeiros tramos da Ponte de
Odemira adjacentes à margem esquerda do rio Mira. Neste artigo efectua-se a
comparação dos resultados obtidos do modelo numérico de elementos finitos com os
resultados dos ensaios experimentais.
Este tipo de ensaios de identificação modal é frequentemente utilizado para a
inspecção e diagnóstico de estruturas, nomeadamente por exemplo, na averiguação
da rigidez da estrutura, de zonas com potenciais anomalias e das condições de
fronteira da estrutura, e podem ocorrer nas diferentes fases da vida útil da estrutura,
construção e reabilitação.
Neste estudo procede-se à caracterização de dois modelos dinâmicos de plataformas ferroviárias balastradas e faz-se a sua implementação num modelo de elementos finitos de uma ponte. Efectua-se a análise dinâmica da referida ponte, com e sem plataforma balastrada, quando sujeita a um comboio ICE. Medições efectuadas a várias pontes com plataforma balastrada, permitiu fazer a aplicação dos modelos a uma situação real de uma ponte ferroviária e comparar os resultados com os valores medidos. Por último aplicaram-se os métodos simplificados DER e LIV, que estimam o valor máximo dos deslocamentos e das acelerações nas velocidades próximas da ressonância.
