Avaliação de cantoneiras em aço inoxidável submetidas à compressão axial

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Germano, Matheus Carvalheda
Data de Publicação: 2020
Outros Autores: matheuscarvalheda@yahoo.com.br
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UERJ
Texto Completo: http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/18177
Resumo: The stainless steel has been increasingly used in civil construction due to its characteristics of strength, corrosion resistance and durability, as well as its aesthetic and sustainable appeal. However, the current standards for this material were obtained by analogies with the behaviour of carbon steel, and do not usually differentiate among the various types of stainless steel. This study presents an extensive numerical analysis of hot-rolled equal-leg angles subjected to axial compression, adopting austenitic, duplex and ferritic steels. This choice was made because the equal-leg angle columns can develop flexural minor-axis buckling or flexural-torsional buckling, a phenomenon that mixes two pure buckling modes (torsional and flexural major-axis). In the numerical analysis, characterization curves obtained experimentally in other studies were adopted, and the calibration was materialized by the introduction of imperfections to the model, seeking to obtain consistent values, based in tests already performed. Subsequently, the analysis program was expanded to include 31 commercial sections. By comparing the results of the numerical analysis to the normative prescriptions, it was concluded that the current procedures, in general, underestimate the strengths of austenitic and duplex steels but overestimate the strength of ferritic steel. Therefore, some changes were proposed for each type of stainless steel, considering the two buckling modes that could happen. This proposal achieved very accurate results, close to the ones obtained in the numerical analysis, and corrected some problems of the current standards, both for flexural buckling and flexural-torsional buckling.
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However, the current standards for this material were obtained by analogies with the behaviour of carbon steel, and do not usually differentiate among the various types of stainless steel. This study presents an extensive numerical analysis of hot-rolled equal-leg angles subjected to axial compression, adopting austenitic, duplex and ferritic steels. This choice was made because the equal-leg angle columns can develop flexural minor-axis buckling or flexural-torsional buckling, a phenomenon that mixes two pure buckling modes (torsional and flexural major-axis). In the numerical analysis, characterization curves obtained experimentally in other studies were adopted, and the calibration was materialized by the introduction of imperfections to the model, seeking to obtain consistent values, based in tests already performed. Subsequently, the analysis program was expanded to include 31 commercial sections. By comparing the results of the numerical analysis to the normative prescriptions, it was concluded that the current procedures, in general, underestimate the strengths of austenitic and duplex steels but overestimate the strength of ferritic steel. Therefore, some changes were proposed for each type of stainless steel, considering the two buckling modes that could happen. This proposal achieved very accurate results, close to the ones obtained in the numerical analysis, and corrected some problems of the current standards, both for flexural buckling and flexural-torsional buckling.O aço inoxidável vem sendo cada vez mais aplicado na construção civil por conta de suas características de resistência mecânica, resistência à corrosão e durabilidade, além do seu grande apelo estético e sustentável. Contudo, as normas vigentes para esse material são obtidas por analogias com o comportamento do aço carbono, e não diferenciam as diversas modalidades de aço inoxidável existentes. Essa dissertação apresenta uma análise numérica de cantoneiras de abas iguais laminadas a quente submetidas à compressão axial, considerando os aços austenítico, duplex e ferrítico. Essa escolha foi feita porque as colunas com seção em cantoneira podem desenvolver flambagem por flexão na menor inércia ou flambagem por flexo-torção, fenômeno que mescla dois modos de flambagem puros (torção e flexão na maior inércia). Na análise numérica, foram consideradas curvas de caracterização obtidas experimentalmente em outros trabalhos, e a calibração foi feita por meio da introdução de imperfeições geométricas ao modelo, buscando obter valores condizentes com ensaios já realizados. Na sequência, o programa de análise foi expandido e considerou 31 seções comerciais. Ao comparar os resultados da análise numérica com as prescrições normativas, concluiu-se que os procedimentos vigentes, em geral, subestimavam as resistências de cantoneiras em aços austenítico e duplex, mas superestimavam a resistência das seções em aço ferrítico. Por essa razão, foram propostas alternativas de dimensionamento para cada tipo de aço inoxidável, considerando os dois modos de flambagem pertinentes. A proposta sugerida apresentou resultados muito próximos dos obtidos nos modelos numéricos e corrigiu alguns problemas que as formulações vigentes apresentavam, tanto para a flambagem por flexão quanto para a flambagem por flexo-torção.Submitted by Julia CTC/B (julia.vieira@uerj.br) on 2022-08-09T19:44:08Z No. of bitstreams: 1 Dissertação - Matheus Carvalheda Germano - 2020 - Completo.pdf: 4454209 bytes, checksum: 4fd752b572feb49407501b8aefd3e158 (MD5)Made available in DSpace on 2022-08-09T19:44:08Z (GMT). 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