Numerical modeling of traditional timber connections

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Paula Filho, José Humberto Matias de
Data de Publicação: 2014
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: eng
Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
Texto Completo: http://hdl.handle.net/1822/30616
Resumo: Dissertação de mestrado em Structural Analysis of Monuments and Historical Constructions
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spelling Numerical modeling of traditional timber connectionsModelagem numérica de ligações tradicionais de madeira624.011.1Engenharia e Tecnologia::Engenharia CivilDissertação de mestrado em Structural Analysis of Monuments and Historical ConstructionsConnections are the critical point in the behavior of traditional timber trusses. The overall behavior and stresses distribution are function of connections strength and stiffness, in particular under non-symmetric loads and extreme events. In these situations, the connections are loaded well beyond their pseudo-elastic limit. Normally, traditional timber connections are assumed as perfect hinges or rigid links. However, even without any strengthening or improvements, they have a significant rotational stiffness and may be better classified as semi-rigid and friction-based. It is the lack of information in the behavior of connections that normally leads to the full replacement of old timber structures, when other conservative approaches to satisfy serviceability and safety, such as strengthenings, are left behind. In order to better predict and understand the behavior of existing timber structures, numerical models of their connections are crucial. Numerical models, using nonlinear laws and the Finite Element Method, intend to represent the behavior of traditional timber connections with a comparable level of detail based on experimental results. In this thesis, structural analysis of full-scale traditional timber connections are presented. Firstly, an extensive experimental program, using full-scale notched connections, investigating the monotonic behavior of traditional timber connections, identifying, and evaluating suitable strengthening techniques with metal devices, performed at the University of Minho during the last years, was analyzed. Then, based on those test results, a numerical model of unstrengthened traditional timber connection was proposed, validated and confirmed. The same numerical model was later then extended to strengthened traditional timber connections with metal devices. Finally, the numerical models were used to better understand the influence of some parameters, such as friction and compression level of the rafter, on the behavior of the studied connections.As ligações são o ponto crítico no comportamento de treliças de madeira tradicionais. O comportamento geral bem como a distribuição tensões dependem da resistência e rigidez da ligação, em particular sob cargas não-simétricos e casos acidentais. Nestas situações, as conexões são carregados bem além de seu limite de pseudo-elástico. Normalmente, as ligações de madeira tradicionais são consideradas como rótulas perfeitas ou como totalmente rígidas. No entanto, mesmo sem qualquer reforço ou melhoria, essas ligações possuem uma rigidez à rotação significativa, podendo assim ser melhores classificadas como semirígidas e dependente de atrito. É a falta de informação no comportamento das ligações que normalmente leva à substituição completa das estruturas de madeira antigas, quando outras abordagens, mais conservadoras, tais como reforços, são deixados de lado. A fim de melhor prever e entender o comportamento de estruturas de madeira existentes, os modelos numéricos de suas ligações são de extrema importância. Os modelos numéricos, utilizando leis não-lineares e o Método dos Elementos Finitos, tem a intenção de representar o comportamento das ligações tradicionais da madeira com um nível de detalhe aceitável e baseandose em resultados experimentais. Nesta tese, a análise estrutural das ligações tradicionais de madeira em escala real são apresentadas. Primeiro, um extenso programa experimental realizado na Universidade do Minho nos últimos anos, usando conexões com entalhe em escala real, foi elaborado para investigar o comportamento monotônico de ligações tradicionais da madeira, identificar e avaliar técnicas de reforço adequadas com dispositivos metálicos. Então, com base nos resultados dessa campanha experimental, foi proposto um modelo numérico dessas ligações. O mesmo modelo numérico foi, mais tarde, estendido para as conexões tradicionais de madeira reforçadas com dispositivos metálicos. Por fim, os modelos numéricos foram utilizados para melhor compreender a influência de alguns parâmetros, tais como atrito e nível de compressão da viga.Branco, Jorge M.Universidade do MinhoPaula Filho, José Humberto Matias de20142014-01-01T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/1822/30616eng201089491info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)instname:Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãoinstacron:RCAAP2023-07-21T12:16:02Zoai:repositorium.sdum.uminho.pt:1822/30616Portal AgregadorONGhttps://www.rcaap.pt/oai/openaireopendoar:71602024-03-19T19:08:35.295536Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãofalse
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