Abstract Global second order effects in reinforced concrete buildings can be estimated using numerical or simplified methods, such as the γz coefficient, presented in the Brazilian standard. This paper proposes a new simplified parameter, which is deduced by the Galerkin’s Method by Weighted Residuals. In order to evaluate the accuracy of the proposed methodology, 42 planar frames (21 framed system structures and 21 dual system structures) were analysed in terms of internal forces and displacements. Such results were compared to those obtained by the γz coefficient and to the reference results obtained throughout a geometric nonlinear elastic finite element program. The precision of the results was defined by statistical analyses, which showed that the results using the proposed parameter were closer to the reference ones, even in the recommended range for using the γz coefficient.

Resumo Efeitos globais de segunda ordem em edifícios de concreto armado podem ser estimados por métodos numéricos ou procedimentos simplificados, como o coeficiente γz, apresentado na norma brasileira. Neste artigo propõe-se um novo parâmetro simplificado, que é deduzido pelo Método de Galerkin por Resíduos Ponderados. De modo a avaliar a acurácia do modelo proposto, 42 pórticos planos (21 com contraventamento por pórticos e 21 com contraventamento por elementos rígidos) foram analisados em termos de esforços internos e deslocamentos. Tais resultados foram comparados aos obtidos pelo coeficiente γz e a resultados de referência obtidos por um programa de elementos finitos com análises de não linearidade geométrica. A precisão dos resultados foi definida por parâmetros estatísticos, que mostram que os resultados obtidos utilizando o parâmetro proposto estavam mais próximos dos resultados de referência, mesmo na faixa recomendada para a utilização do parâmetro γz.

RESUMO Os materiais compósitos comumente apresentam delgadas regiões ou interfases localizadas entre a matriz e as inclusões. Estas interfases têm influência no comportamento efetivo do compósito. Em diversas aplicações, os compósitos estão sujeitos a variações significativas de temperatura e, consequentemente, a condutividade térmica efetiva desses materiais se torna parâmetro essencial para compreensão do seu comportamento. O objetivo desse trabalho é determinar a influência de interfases na condutividade térmica efetiva de compósitos reforçados com fibras unidirecionais distribuídas periodicamente, utilizando a formulação paramétrica da Teoria de Volumes Finitos. Para isso, são avaliados os efeitos da espessura e condutividade térmica da interfase, assim como do raio da fibra e de sua fração volumétrica. Compósitos com fibras naturais são apresentados dentre os exemplos analisados. Os resultados obtidos com a Teoria de Volumes Finitos são confrontados com outros encontrados por métodos numéricos ou experimentos. Desse modo, observa-se que a interfase possui mais influência quanto maior for a fração volumétrica de fibras e quanto menor o raio das mesmas. Quanto mais espessa a interfase, mais suas propriedades influenciam a condutividade térmica efetiva do compósito, quando a fração volumétrica de fibras é mantida constante. Conclui-se que os efeitos de interfase sobre o comportamento térmico de compósitos são de extrema importância e, consequentemente, eles precisam ser considerados para proporcionar predições consistentes e realísticas.

ABSTRACT Composite materials commonly present thin regions or interphases located between the matrix and inclusions. These interphases influence the effective behavior of the composite. In many applications, composite materials are submitted to significant temperature variations and, consequently, the effective thermal conductivity of these materials becomes essential to understand their behavior. The purpose of this paper is to determine the influence of interphases on the effective thermal conductivity of periodic fiber reinforced composites, by using the parametric finite-volume theory. To this end, the effects of the thickness and thermal conductivity of the interphase are evaluated, as well as the fiber radius and its volumetric fraction. Composites with natural fibers are included in the analyzed examples. The results obtained with finite-volume theory are compared with other results found by numerical methods or experiments. Thus, it is noted that the interphase has a more pronounced influence on the composite effective thermal conductivity for larger fiber volume fraction and smaller fiber radius. The larger the interphase thickness, more its properties influence the effective thermal conductivity, when the fiber volume fraction is fixed. In conclusion, the interphase effects on the behavior of composite materials are extremely important and, consequently, they need to be considered to allow consistent and realistic predictions.