Análise numérica da flambagem do montante de alma devida ao cisalhamento em vigas de aço celulares

• Autor(a) principal: Hugo Cesar Vieira
• Data de Publicação: 2014
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFMG
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/1843/BUOS-9MBHXF
• topic: Vigas celulares de aço; Análise não linear; Método dos elementos finitos; Flambagem do montante de alma; Engenharia de estruturas

Atualmente, a utilização de vigas celulares tem sido cada vez mais intensa devido à sua geometria flexível e também por proporcionar, em diversas situações, um projeto mais econômico. Desse modo, para uma aplicação eficiente, o conhecimento do seu comportamento é de fundamental importância, entretanto, foi observado que poucos são os trabalhos relacionados às vigas celulares principalmente no que diz respeito aos seus modos de colapso. Nesse contexto, um dos modos de colapso mais complexos é a flambagem do montante de alma, causada por compressão ou cisalhamento. O espaçamento entre as aberturas, a esbeltez da alma e o diâmetro das aberturas são alguns dos parâmetros que interferem no fenômeno, mas o conhecimento do seu comportamento ainda é impreciso. Este trabalho tem como objetivo estudar os parâmetros e as características que governam a flambagem do montante de alma devida apenas ao cisalhamento em vigas celulares via análise não linear pelo Método dos Elementos Finitos (MEF). Em adição, tem como objetivo estudar e avaliar a validade de formulações analíticas existentes e, caso necessário, propor novos procedimentos considerando a faixa de variação de esbeltez da alma dos perfis I laminados de faces paralelas (série W) fabricados no Brasil. Para tal, o modelo numérico desenvolvido considerou as não linearidades de geometria e de material. Resultados disponíveis na literatura foram utilizados para a validação e calibração desse modelo. Foi observado que a flambagem do montante de alma devida ao cisalhamento ocorre predominantemente quando a relação entre o passo e o diâmetro das aberturas se situa entre 1,2 e 1,4. Adicionalmente, tendo em vista a boa aproximação dos resultados obtidos, a capacidade resistente proposta é baseada no método desenvolvido por Lawson et al. (2002). Entretanto, algumas diferenças foram observadas, principalmente quando a relação entre o diâmetro das aberturas e a altura total da seção transversal da viga celular (D0/dg) e a relação entre o passo e o diâmetro das aberturas (p/D0) se reduzem. Além disso, observou-se que o método de Lawson et al. (2002) não consegue levar em conta corretamente vigas nas quais a distância entre as faces das aberturas é pequena. Com base nessas constatações, foram adicionados ao método de Lawson et al. (2002) fatores de ajuste que permitiram tornar seus resultados mais próximos dos resultados numéricos obtidos neste trabalho.