Elastic lateral-torsional buckling of cellular beams

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Silva, Luana Barbieri
Data de Publicação: 2022
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: eng
Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
Texto Completo: http://hdl.handle.net/10198/25761
Resumo: Mestrado de dupla diplomação com a UTFPR - Universidade Tecnológica Federal do Paraná
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spelling Elastic lateral-torsional buckling of cellular beamsVigas alveolaresEncurvadura lateral torsionalÂngulo de torção não uniformeConstante de torçãoSimulação numéricaDomínio/Área Científica::Engenharia e Tecnologia::Outras Engenharias e TecnologiasMestrado de dupla diplomação com a UTFPR - Universidade Tecnológica Federal do ParanáEste estudo apresenta uma análise numérica de vigas sólidas e alveolares através do software ANSYS e compara os seus resultados com os resultados obtidos através dos métodos simplificados do Eurocódigo 3 parte 1-1 e do guia SCI P385. Um novo método de cálculo (método 3) para as propriedades geométricas das vigas alveolares é abordado no estudo. A comparação entre os métodos analíticos e numérico tem como objetivo analisar o comportamento e a influência da nova constante de torção abordada nos valores do momento crítico para encurvadura lateral torsional (ELT) e no angulo de torção não uniforme da viga. O tipo de aço escolhido foi o S355 e os perfis do modelo de referência para as vigas solidas e alveolares foram o IPE 200 (RM1) e o HE 200 A (RM2). No total, 316 simulações numéricas foram realizadas, variando o comprimento da viga e os parâmetros geométricos da viga alveolar (diâmetro do furo, espaçamento entre os furos e altura da viga). Concluiu-se que na análise do momento critico para ELT dos RM1 e RM2, a nova constante de torção abordada pelo método 3 apresentou o melhor resultado entre todos os métodos abordados em todos os estudos de caso. Analisou-se também a influência da variação dos parâmetros geométricos utilizando esta nova constante no cálculo do método analítico. Quanto maior o diâmetro do furo, menor a diferença relativa entre a maioria dos casos baseados no perfil HE 200 A. Já nos casos baseados no perfil IPE 200, o valor médio do diâmetro do furo, apresentou uma menor diferença relativa. A variação do espaçamento entre os furos e a altura final da viga não provocou grandes diferenças relativas. Quanto maior o espaçamento entre os furos e a altura da viga, maior a diferença relativa entre a maioria dos casos. Em todos os casos das análises do ângulo de torção não uniforme, a nova constante de torção abordada apresentou a maior diferença relativa entre os métodos analítico e numérico. Esse comportamento pode ser devido a uma diferença no desenvolvimento do modelo numérico com o analítico, que pode ser observada também nos resultados dos casos de viga sólida. Essa diferença é reduzida através da normalização pelos resultados da viga sólida. A nova constante apresentou melhores resultados com uma menor diferença relativa apenas para a viga de L=1[m].This study performed a numerical analysis of solid and cellular beams using the ANSYS software and compared its results with the ones obtained from the simplified methods of Eurocode 3 part 1-1 and the SCI P385 guide. A new calculation method (method 3) for the torsion constant of cellular beams is approached in the study. The comparison between the analytical and numerical methods aims to analyze the behavior and the influence of the new torsion constant approached on the values of the critical moment for lateral-torsional buckling (LTB) and the non-uniform angle of torsion of the beam. The type of steel chosen was S355 and the reference model profiles for solid and cellular beams were IPE 200 (RM1) and HE 200 A (RM2). In total, 316 numerical simulations were performed, varying the beam length and the cellular beam geometric parameters (hole diameter, hole spacing, and beam height). It was concluded that in the analysis of the critical moment for LTB of RM1 and RM2, the new torsion constant approached by method 3 presented the best result among all methods approached in all case studies. The influence of the geometric parameter’s variation was also analyzed using this new constant in the analytical method calculation. The larger the hole diameter, the smaller the relative difference between most cases based on the HE 200 A profile. In the cases based on the IPE 200 profile, the average value of the hole diameter presented a smaller relative difference. The variation of the spacing between the holes and the final height of the beam did not cause a great relative differences. The greater the spacing between the holes and the height of the beam, the greater the relative difference between most cases. In all cases of non-uniform torsion angle analyses, the new torsion constant discussed presented the greatest relative difference between the analytical and numerical methods. This behavior may be due to a difference in the development of the numerical model with the analytical one, which can also be observed in the results of the solid beam cases. This difference is reduced through normalization by the results of the solid beam. The new constant presented better results with a smaller relative difference only for the beam of L=1[m].Mesquita, L.M.R.Rigobello, RonaldoBiblioteca Digital do IPBSilva, Luana Barbieri2022-07-27T17:07:24Z20222022-01-01T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/10198/25761TID:203044517enginfo: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:RCAAP2023-11-21T10:57:38Zoai:bibliotecadigital.ipb.pt:10198/25761Portal AgregadorONGhttps://www.rcaap.pt/oai/openaireopendoar:71602024-03-19T23:16:23.223724Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãofalse
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