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FICHA CATALOGRFICA
ALENCAR, GUILHERME SANTANA
ANLISE ELASTO-PLSTICA DE PRTICOS METLICOS PARA PAVILHOINDUSTRIAL
xi, 140 p., 2! "" #ENC$UEG, %&'(&)*+, E*(&)i& Cii+, 201/
P)*3 i&+ 5 Ui6&6* E73&68&+ 6* Gi97. Ui6&6* Ui*)7i39)i& 6* Ci:'i&7 Ex&3&7 *T*'+;i'&7
C8)7 6* E*(&)i& Cii+
1. A9+i7* E+&73-p+973i'& 2. E73)838)&7 M*39+i'&7 2. C73)838+ #S?)i*
REFERNCIA BIBLIOGRFICA
ALENCAR, G. S. A9+i7* E+&73-p+973i'& 6* P;)3i'7 M*39+i'7 P+&7 6* Vi&7 I'+i&6&7
p&)& P&i+(= I6873)i&+, P8@+i'&
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GUILHERME SANTANA ALENCAR
ANLISE ELASTO-PLSTICA DE PRTICOS METLICOSPARA PAVILHO INDUSTRIAL
PROETO INAL SU%METIDO AO CURSO DE ENGENHARIA CIVIL DAUNIVERSIDADE ESTADUAL DE GOIS COMO PARTE DOS REJUISITOS
NECESSRIOS PARA A O%TENO DO GRAU DE %ACHAREL.
APROVADO POR
EDSON TEERINA CALDERN, DS'. #UEG#ORIENTADOR
CLAUDIO MARRA ALVES, MS'. #UEG#CO-ORIENTADOR
MARCUS VINBCIUS CAVALCANTI, DS'.#EAMINADOR INTERNO
D&3& A9p+i7$GO, 6* maro6* 2014.
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i
AGRADECIMENTOS
A)&6*7
Si"*7 6& Si+& * R8i Si"*7, p*+7 *x'*+*3*7 +i)7 p)68i67, * p*+& p)38i6&6* 6* 3*)
'(*'i6 8" p8' "&i7 6* p*)3 3)&@&+( 6*7*+i6 & A77'i&
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RESUMO
A7 p)p)i*6&6*7 "*'i'&7 6 "&3*)i&+ &
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i
ABSTRACT
T(* "*'(&i'&+ p)p*)3i*7 73**+ i*7 i3 & p&)3i'8+&) 78i3&@i+i3Y ) p+&73i' 6*7i. I &'3,
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p+&73ii'&3i, &7 Z*++ &7 *&+8&3i 3(* +@&+ 73)*3( & 73)8'38)* 3&i &6&3&* i37
(ip*)*73&3i'7 &6 p))*77i* p+&73ii'&3i. T(i7 p77i@i+i3Y )*78+37 i p3*3i&++Y ")*
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i7 p&)3i'8+&)+Y 87*6 i 3(* 6*7i i6873)i&+ @8i+6i7 Zi3( p)3&+ )&"*7 &6 7+pi
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E+&6, Zi3( 3(* p8@+i'&3i [T(* S3**+ S*+*3[, )" %&*), H*Y"& * H)* #1K4.
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)*+*'37 3(* i')*&7i '"p*3i3i**77 3(i7 3Yp* 73)8'38)&+ 7+83i i 7"* 7*'3) 3(*
'73)8'3i i6873)Y. T(i7 )Z3( )*8i)*7 &"i+i&)i3Y *i**)7 Zi3( 6*7i 3(&3 p)"3*
8&+i3Y, 7&*3Y &6 '"p*3i3i**77 73**+. T(i7 p)*'3 &i"7 3 i"p+*"*3 73Z&)* )
'&+'8+&3i p)3&+ )&"*7 73**+ @Y p+&73i' "*3(67, '7i73i 3Z '+8"7 &6 3Z I
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73)8'38)*7. T(* )83i*7 '"p)i7* & p))&" i"p+*"*3*6 3 @3&i 7+83i7 ) &83"&3*6
p)*-7ii 3(* p)i+*7.
\*Y-Z)67 p+&73i' 6*7i, 73**+ )&"*, p)3&+ )&"*, i6873)i&+ @8i+6i7
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ii
LISTA DE FIGURAS
F'()&* P+(',*
i. 1.1 5 I+873)&
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x
#200!........................................................................................................................................!
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LISTA DE TABELAS
T*/* P+(',*
T&@*+& K.1 5 P)i'ip&i7 ;)"8+&7 p&)& p*)i7 I 8 H 6* &@&7 p&)&+*+&7. 3* T&@*+& 6* P*)i7
6& A)'*+)Mi33&+........................................................................................................................//
T&@*+& K.2 5 C"p&)&
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LISTA DE ABREVIATURAS
A%NT A77'i&
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SUMRIO
1 INTRODUO.......................................................................................................................1
1.1 %REVE HISTRICO DOS MODELOS ESTRUTURAIS..................................................1
1.2 MODELO UTILIeADO......................................................................................................./
1./ TIPOS DE ANLISE...........................................................................................................4
1.4 ESTADO DA ARTE..............................................................................................................!
1.K USTIICATIVA...................................................................................................................
1.K.1 O MERCADO %RASILEIRO DA CONSTRUO METLICA.................................10
2 METODOLOGIA..................................................................................................................12
2.1 O%ETIVO GERAL...........................................................................................................12
2.2 O%ETIVOS ESPECBICOS..............................................................................................1/
/ PRTICO PARA PAVILHO INDUSTRIAL......................................................................14
4 O MATERIAL AO...............................................................................................................1!
4.1 O COMPORTAMENTO PLSTICO DOS METAIS........................................................1`
4.1.1 ENSAIOS PARA SE ESTUDAR O COMPORTAMENTO PLSTICO DO AO........1
4.1.2 CURVAS DE TENSO-DEORMAO DO AO......................................................20
4.1./ MODELO BSICO ADOTADO PARA O MATERIAL..................................................21
4.2 CONSIDERAfES SO%RE O DIAGRAMA TENSO-DEORMAO.....................2/
4.2.1 ENCRUAMENTO OU DEORMAO A RIO..........................................................2/
4.2.2 EEITO DE %AUSCHINGER........................................................................................24
K O COMPORTAMENTO PLSTICO DAS SEfES...........................................................2]
K.1 UNO DE ESCOAMENTO..........................................................................................2`
K.2 SEfES UTILIeADAS NO PRESENTE PROETO......................................................./2
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xi
K.2.1 RMULAS DAS PROPRIEDADES GEOMTRICAS...............................................//
K./ PROPRIEDADES DA SEO WDUPLO EX...................................................................../4
K./.1 COMPARAO ENTRE OS MODELOS 1 E 2............................................................/!
K./.2 MDULOS ELSTICO E PLSTICO DA SEO DUPLO E..................................../
K././ CONCLUSO DOS RESULTADOS DO PERIL WDUPLO EX....................................40
K./.4 MODELO ESTRUTURAL DOS REOROS...............................................................41
K.4 CLASSIICAO DE SEfES JUANTO Q LAM%AGEM.......................................42
] ANLISE ESTRUTURAL ELASTO-PLSTICA...............................................................K0
].1 %REVE HISTRICO DOS PRINCIPAIS CONCEITOS..................................................K1
].2 ANLISE ELASTO-PLSTICA SEGUNDO A NORMA %RITgNICA %S KK0...........K2
].2.1 O MTODO GRICO..................................................................................................K2
].2.2 TRA%ALHO VIRTUAL E O MTODO DOS MECANISMOS....................................K/
].2./ ANLISE ELASTO-PLSTICA....................................................................................K4
! ANLISE ELASTO-PLSTICA 5 MTODOS...................................................................K]
!.1 MTODO DAS ANLISES ELSTICAS SUCESSIVAS...............................................K]
!.1.1 NhMERO DE RTULAS...............................................................................................]2
!.1.2 IMPLEMENTAO COMPUTACIONAL....................................................................]/
!.2 MTODO DA eONA PLSTICA.....................................................................................]]
!./ MTODO DA MATRIe DE REDUO PLSTICA......................................................!2
!./.1 NATUREeA INCREMENTAL DA ANLISE...............................................................!/
!./.2 REGRA DE LUO........................................................................................................!K
!././ CRITRIO DE PARADA................................................................................................!]
!.4 MTODO GRICO OU DA IMPOSIO DE DIAGRAMA.......................................!!
!.4.1 EEMPLO 5 APLICAO DO MTODO DA IMPOSIO DE DIAGRAMA A UM
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x
PRTICO DE VIGAS INCLINADAS.....................................................................................!`
!.4.1.1 MODELO ESTRUTURAL..........................................................................................`K
!.4.1.2 CASOS DE CARREGAMENTO.................................................................................`!
!.4.1./ VERIICAO DAS DEORMAfES...................................................................2
!.4.1.4 COMPARAO COM MTODO ELSTICO CLSSICO...................................../
` CONCLUSO.......................................................................................................................4
ANEO A 5 CDIGO ORTRAN #ESPECIICAO !! DO PROGRAMA ELASTIC-
PLASTIC RAME DO ENG. HAC\SOO LEE......................................................................K
A.1 ARJUIVOS EEMPLO.................................................................................................101
ANEO % 5 PRANCHA COM DETALHES ILUSTRATIVOS DE UM PROETO TIPO DE
PAVILHO INDUSTRIAL EM ESTRUTURA METLICA...............................................104
REERNCIAS......................................................................................................................10K
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1
" INTRODUO
E73* 3)&@&+( *7386& & &9+i7* *73)838)&+ 6* p;)3i'7 "*39+i'7 p+&7 6* i&7
i'+i&6&7 )*i"* *+&73-p+973i'. E77* 3ip 6* *73)838)& i *7'+(i6 p&)& 6*"73)&) 7
&7p*'37 )*+*&3*7 6& &9+i7* p+973i'& * & p)9*+ *'"i& &6i6& 6* &p)*i3&) &
'&p&'i6&6* )*7i73*3* 6&7 7*6&.
"." BREVE HISTRICO DOS MODELOS ESTRUTURAIS
U"& *x'*+*3* (i73;)i& 6 6*7*+i"*3 6& T*)i& 6&7 E73)838)&7 ? 6&6& p)
Ti"7(* #1K/ *"&ist'ria da %esist(ncia dos Materiais) S*86 *73& @)&, p)i"*i)
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2
& 6'8"*3&) "6*+7 *73)838)&i7 '" & i&+i6&6* 6* &&+i&) '"p)3&"*3 6&7 *73)838)&7
i L*&)6 6& Vi'i, 7?'8+ V. E" 8"& 6&7 78&7 3&7, i3i38+&6& WT*73&6 &
)*7i73:'i& 6* @&))&7 6* *)) 6* 9)i7 '"p)i"*37X, D& Vi'i 6*7')** 8" "6*+
*73)838)&+, *78*"&3i&6 & i. 1.1 * & & 7*8i3* @7*)&
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/
6*p*6*3* 6 '"p)i"*3. D& "*7"& )"&, *73& p8@+i'&38+ 4.1.
i. 1.2 5 E78*"& 6 3*73* 6* 3*7*7 *x*'83&6 p) G&+i+*.
".! MODELO UTILI0ADO
P&)& 8* 7*& p77>*+ )*&+i&) 8&+8*) &9+i7*, &7 *73)838)&7 p)*'i7&" 7*) i6*&+i&6&7.
M*"@)7 8* p778*" +&)8)& * &+38)&, &77i" '" '"p)i"*3, 7=, p) '*
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K
3)&3&"*3 & p)@+*"& 6& =-+i*&)i6&6* >7i'& 6 "&3*)i&+. A &9+i7* *+973i'& ? 7*"p)*
p*)"i3i6&, "*7" 8* 7* 83i+i* &7 ;)"8+&7 6* '9+'8+ 6* M"*3 R*7i73*3* 6&7 S*6 6* p*)i7 AISC /]0x! 6* K " 6* '"p)i"*3 #'+8&7 * i&7 '"
'&))*&"*3 ii'i&+ i6i'&6, "8+3ip+i'&6 p*+ &3) ^.
P)'*6*6 F )*&+i&
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]
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i. 1.4 5 P;)3i' M*39+i' '" i&7 * '+8&7 AISC /]0x! 6* '"p)i"*3 K "
i. 1.K 5 ^x_ 5 I+873)&
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!
".4 ESTADO DA ARTE
O C9+'8+ E+&73-P+973i' 6* E73)838)&7, "*&6&"*3* '" "&3*)i&+ &*&7, &3)&?7 6& )"8+&
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&8"*3 p))*77i 6 "*)'&6 6& '73)838+7 7= &p)p)i&67 p&)& 7*86 & 6& )&68&38+7 7= C'*i37 G*)&i7 #1c M"*3 P+973i'
#2c C+&p7 6* p;)3i'7 7i"p+*7 #/c A9+i7* Li"i3* #4c P)*3&6 83i+i&6 & T*)i&
P+973i'& #Kc D*)"&38+7 * '3*67, 7*" )*73)i
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6*7*+i6 8" p))&"& *" ';6i ORTRAN #&3*)i) F *7p*'ii'&'i7 &+37, "ii73)&6 & 6i7'ip+i& E73)838)&7 *" R*i"*
E+&73-p+973i' #P;7-G)&68&38+ ], 7*8 6*7*+i"*3 * 6i8+&*i7, p. *x. 5 6i"*7i&"*3 7*)i&
'68i6 6* "6 8*, p&)& &7 7+i'i3&
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10
'&7 6& 3*7= )"&+, = 7*)i& *x'*6i6 8"& '*)3& p)'*3&*" 6& 3*7= 6* *7'&"*3.
P)?", p6*-7* &i)"&) 8* p)&3i'&"*3* *" 36&7 &7 *73)838)&7 6i"*7i&6&7 p*+
"?36 6&7 3*7*7 &6"i77>*i7, *73&7, * &3? "*7" &7 3*7*7 +i"i3* 6* *+&73i'i6&6*, 7=
*x'*6i6&7 *" 9)i7 +'&i7 6*i6 & *"*7 6* ''*3)&
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A%CEM 5 A77'i&
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12
! METODOLOGIA
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i73)8"*3 6* +*&3&"*3 * &9+i7* 6* i)"&
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1/
!.! OB%ETIVOS ESPEC6FICOS
E7386&) &7 6i*)*3*7 &@)6&*7 6* C9+'8+ E+&73-P+973i' 6* E73)838)&7 #M?367
C+977i'7 6* R;38+& P+973i'&, M?36 6& I"p7i
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14
# PRTICO PARA PAVILHO INDUSTRIAL
N& p)93i'& '))*3*, 7*86 Pi( #200K, *xi73*" 6i7 3ip7 @97i'7 6* p&i+(*7 *"
p;)3i'7, 6*ii67 *" 8
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1]
N3*-7* 8* 7= "8i3 7 &3)*7 8* i+8*'i&" * '&@* & p)*3i73& *'3)&) &
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1!
4 O MATERIAL AO
O &i'& m a !`K0 $"/.
E" )*+&
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1`
7"*3* 7= )*'i67 7@ *'"*6& #ERREIRA, 2012.
4." O COMPORTAMENTO PLSTICO DOS METAIS
O &6*3i Wp+973i'X *" 6 G)* C+977i' ;>?@, #3)&7+. p+977*i, * 7iii'&
"+6&), * 6*7')**, &77i", 7 "&3*)i&i7 3&i7 '" "*3&i7 6'3*i7, &)i+& 8 "&77& 6*
i6)&'*i), 8* p778*" & p)p)i*6&6* 6* 7 @*37 &@)i'&67 & p&)3i) 6*+*7 3*)*" 78& )"&
&'i+"*3* &+3*)&6& p) &p+i'&i"&
&+3*)&-7* ')"* & 3*"p*)&38)& *" 8* 7* *'3)& "&3*)i&+ #LU%LINER, 201/. C"
8"& p*8*& &p+i'&"*)7 * & &@)i'&-+&. N
*3&3, &8i 7 i3*)*77& '"p)3&"*3 * & p+&73i'i6&6* 6 &
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1
4."." ENSAIOS PARA SE ESTUDAR O COMPORTAMENTO PLSTICO DO AO
L8@+i*) #201/, &p3& 8* *7&i "&i7 &p)p)i&6 p&)& 7* *7386&) & p+&73i'i6&6* 6
"&3*)i&+ p6* 7*) )*&+i&6 p)68i6-7* 8" *73&6 6* 6*)"&*+ &*) "8i3 '" 7 7*87 )*78+3&67, p)8* = 7* 7&@* 8* *+*7 )*&+"*3*
7iii'&". E+*7 7= )*78+3&6 6* 8"& 7?)i* 6* p)'*777 >7i'7 "8i3 '"p+i'&67 #...X.
#OROAN, 144 &p86 LU%LINER, 201/.
I3*)*77&3* 3&), 8*, & 6*7p*i3 6& p)*'8p&
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*7&i '73);i-7* 3&"@?" 7 6i*)*3*7 "6*+7 6* '8)& 3*7=-6*)"&i'& &6i"*7i&+.
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22
i. 4.2 - M6*+ *+973i'-p*)*i3&"*3* p+973i'. 3* COR%ANI #201/.
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] D* &3*"=, *73& ? & p)i"*i)& (ip;3*7* 6& &9+i7* p+973i'& +i"i3*.
! &*6-7*fafy) I73 = '&87& p)@+*"&7, 9 8* 7= "8i3 p);xi"7 * "8i37 *+*"*37 *73)838)&i7
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2/
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4.! CONSIDERA8ES SOBRE O DIAGRAMA TENSO-DEFORMAO
4.!." ENCRUAMENTO OU DEFORMAO A FRIO
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1.! SE8ES UTILI0ADAS NO PRESENTE PRO%ETO
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1.!." FRMULAS DAS PROPRIEDADES GEOMTRICAS
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1.#." COMPARAO ENTRE OS MODELOS " E !
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1.#.! MDULOS ELSTICO E PLSTICO DA SEO DUPLO E
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1.#.# CONCLUSO DOS RESULTADOS DO PERFIL ;DUPLO E*+ *" q(33p$$ZZZ.7'i*+.@)$7'i*+.p(p}pi6aS0/!0-44]!200!00020000K7')ip3a7'i&)33*x3s. A'*77 *" 1` "&).
LI, V>3) 7? *)&6*7c LEAL, Vi3)i P&8+ 6* O+i*i)& Ri@*i).DIMENSIONAMENTO PLSTICO DE PRTICOS METLICOS. T)&@&+( )*&+i&6 "@i3 6& 6i7'ip+i& S*"i9)i 6* E73)838)&7 I 6& &'8+6&6* 6* E*(&)i& 6&Ui*)7i6&6* 6 P)3. Di7p>*+ *"q7i&))&.8p.p3$*8p$p3$'3*8677*)i'*.'3*867'3}
p'3i6a2/!KKp'6a/2&&&i)&&2s. A'*77 *" 21 "&). 201/.
ERREIRA, R&i*) Pi*&i. ME0ANINO ESTRUTARADO EM AO: PRO%ETO9FABRICAO E MONTAGEM. 2012. 1/ . T)&@&+( 6* C'+87= 6* C8)7 #%&'(&)*+ -C8)7 6* E*(&)i& Cii+, D*p&)3&"*3 6* Ui6&6* Ui*)7i39)i& 6* Ci:'i&7 Ex&3&7 *T*'+;i'&7 - &'8+6&6* 6* E*(&)i& Cii+, Ui*)7i6&6* E73&68&+ 6* Gi97, A9p+i7,2012.
HORNE, Mi'(&*+ R.. PLASTIC THEOR OF STRUCTURES.2. *6. Ox)6 P*)&"P)*77, 1!. 1! p.
ORGE, R. M. N&3&+c DINIS, L. M. . S.. TEORIA DA PLASTICIDADE.&'8+6&6* 6*
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E*(&)i& 6& Ui*)7i6&6* 6 P)3. Di7p>*+ *"q(33p$$p&i&7.*.8p.p3$l+6ii7$p+&73i'i6&6*.p6s. A'*77 *" 21 "&). 201/.
LU%LINER, &'@. PLASTICIT THEOR: R*i7*6 E6i3i #PD. Ui*)7i3Y C&+i)i& &3 %*)*+*Y. Di7p>*+ *"q(33p$$ZZZ.'*.@*)*+*Y.*68$l'@Y$p+&[email protected]. A'*77 *" 21 "&). 201/.
MCGUIRE, i++i&"c GALLAGHER, Ri'(&)6 H.c eIEMIAN, R&+6 D.. M*&'> S&)@)&*/A,*/3'3.2. *6. N*Z j) ( i++*Y S7, I', 2000. 4]0 p.
MOj, S38&)3 S. .. PLASTIC METHODS FOR STEEL AND CONCRETESTRUCTURES. L6 T(* M&'"i++& P)*77 L36, 1`1. 221 p.
NEAL, %. G. THE PLASTIC METHODS OF STRUCTURAL ANALSIS. /. *6. L6.C(&"p"& H&++, 1K]. 20K p.
PEIL, &+3*)c PEIL, Mi'(+*. ESTRUTURAS DE AO: Di"*7i&"*3 P)93i' 6* A')6'" & N%R ``00200`. `. *6. Ri 6* &*i) L3', 200. /K! p.
PINHO, *)&6 O33@i. GALP8ES EM PRTICOS DE AO.C73)8*+ *"q(33p$$*36.+i@."*38.*68.3)$8p+&6$12]10`4$i6*x.p6s. A'*77 *" 1` "&). 201/.
SALTER, P)c MALI\, A7c \ING, C". DESIGN OF SINGLE-SPAN STEEL PORTALFRAMES TO BS 11-":!. S3**+ C73)8'3i I73i383*. Di7p>*+ *"qZZZ.3*+'73)8'3i.i$i+*SCIP2K2.p6 s. A'*77 *" 21 "&). 201/.
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SILVA, L8>7 Si"*7 6&c GERVSIO, H*+*&. MANUAL DE DIMENSIONAMENTO DE
ESTRUTURAS METLICAS:M?367 A&