Estudo do comportamento de barras compostas comprimidas formadas por perfis tubulares circulares concêntricos laminados de aço

• Autor(a) principal: Lucas Figueiredo Grilo
• Data de Publicação: 2015
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFMG
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/1843/PASA-A79FSF
• topic: Compressão Axial; Resistência à Compressão; Estabilidade Estrutural; Perfis Tubulares Compostos Concêntricos; Estruturas de Aço; Curva de; Engenharia de estruturas

Este trabalho trata do estudo do comportamento de barras compostas comprimidas formadas por perfis tubulares circulares concêntricos laminados de aço. A utilização dessas barras compostas é uma solução inovadora e de grande interesse prático para situações em que um perfil isolado não apresente capacidade resistente suficiente para suportar as ações atuantes. Foram apresentados neste estudo o comportamento da flambagem elástica de barras, a influência de imperfeições geométricas e de material e a formação da rótula plástica no momento em que ocorre a instabilidade das barras. O atual estado da arte do cálculo da força de compressão resistente de perfis tubulares de acordo com as normas europeia, americana, canadense e brasileira foi apresentado e comparado. Foi desenvolvido um modelo analítico para estimativa da força de compressão resistente de perfis tubulares com qualquer curvatura inicial, que pode ser utilizado tanto para perfis isolados quanto para compostos, e seus resultados comparados com os obtidos de acordo com a norma brasileira ABNT NBR 16239:2013. Foram apresentadas soluções tecnicamente e economicamente viáveis para o projeto e fabricação dos perfis tubulares compostos. Para validação dos resultados numéricos foram feitos modelos de barras isoladas e seus resultados comparados aos obtidos de acordo a norma brasileira. Os resultados foram satisfatórios, com a força de compressão resistente variando menos que 6,5% em relação aos valores obtidos com a formulação da norma. Com os parâmetros validados para o modelo numérico, foi feito o estudo de perfis tubulares compostos com três tipos diferentes de travamentos ao longo dos perfis: travamento fixo, travamento deslizante e sem travamento. Foram simulados diversos modelos de perfis compostos, com a finalidade de levantar várias curvas de resistência à compressão das diversas situações de travamento e compará-las. Os resultados numéricos obtidos mostraram que os perfis compostos com travamento fixo e deslizante têm comportamentos muito semelhantes ao obtido quando se utiliza a formulação da norma brasileira, considerando áreas e inércias equivalentes para o perfil composto, o que não é válido para o perfil sem travamentos. Foram gerados os gráficos comparativos das curvas de resistência à compressão e da distribuição da força pelos tubos que compõe os perfis. Por fim, foi proposta uma metodologia de cálculo simplificada para os perfis de acordo com o tipo de travamento, que dispensa a utilização de métodos computacionais robustos.