Dimensionamento à falha distorcional via método da resistência direta de vigas de aço em perfil formado a frio sob flexão não-uniforme
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2018 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da UFRJ |
Texto Completo: | http://hdl.handle.net/11422/13414 |
Resumo: | An in-depth numerical investigation by provided solid evidence that the current Direct Strength Method (DSM) beam distortional strength curve overestimates the ultimate strength of cold-formed steel simply supported beams, thus leading to unsafe designs — the beams analyzed were uniformly bent. Moreover, used the distortional failure moment data obtained to propose new DSM beam distortional design curves, differing visibly from the current one for moderate-to-high slenderness. This dissertation, which may be viewed as a continuation of the aforementioned investigation, concerns the distortional post-buckling behavior and DSM design of simply supported cold-formed steel beams buckling and failing in distortional modes under non-uniform bending due to unequal end moments – five bending moment diagrams (including uniform bending, for comparison purposes) are considered. As in previous studies, two beam simply supported end conditions are considered, differing in the end cross-section warping and local displacements/rotations, which may be either completely free or fully prevented. After acquiring in-depth insight on how the bending moment diagram influences the beam distortional buckling and post-buckling behaviors, an extensive numerical (shell finite element) parametric study is carried out with various cross-section dimension ratios and yield stresses. These failure moments, together with additional values collected from the literature, are then employed to assess the merits of the available DSM beam distortional strength curves in predicting them, and also to propose slight adjustments/modifications aimed at achieving DSM design curves able to provide accurate failure moment predictions that take into account the variation of the bending moment diagram. |
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Dimensionamento à falha distorcional via método da resistência direta de vigas de aço em perfil formado a frio sob flexão não-uniformeVigasFlambagemResistência dos materiaisAnálise numéricaCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL::ESTRUTURASAn in-depth numerical investigation by provided solid evidence that the current Direct Strength Method (DSM) beam distortional strength curve overestimates the ultimate strength of cold-formed steel simply supported beams, thus leading to unsafe designs — the beams analyzed were uniformly bent. Moreover, used the distortional failure moment data obtained to propose new DSM beam distortional design curves, differing visibly from the current one for moderate-to-high slenderness. This dissertation, which may be viewed as a continuation of the aforementioned investigation, concerns the distortional post-buckling behavior and DSM design of simply supported cold-formed steel beams buckling and failing in distortional modes under non-uniform bending due to unequal end moments – five bending moment diagrams (including uniform bending, for comparison purposes) are considered. As in previous studies, two beam simply supported end conditions are considered, differing in the end cross-section warping and local displacements/rotations, which may be either completely free or fully prevented. After acquiring in-depth insight on how the bending moment diagram influences the beam distortional buckling and post-buckling behaviors, an extensive numerical (shell finite element) parametric study is carried out with various cross-section dimension ratios and yield stresses. These failure moments, together with additional values collected from the literature, are then employed to assess the merits of the available DSM beam distortional strength curves in predicting them, and also to propose slight adjustments/modifications aimed at achieving DSM design curves able to provide accurate failure moment predictions that take into account the variation of the bending moment diagram.Uma extensa investigação numérica foi reportada com evidências sólidas de que a atual curva distorcional codificada do Método da Resistência Direta (MRD) superestima a resistência última das barras simplesmente apoiadas de Perfis Formados a Frio (PFF), quando submetidas à flexão uniforme. Este estudo fez uso dos valores de momento último distorcional obtidos para propor uma nova curva de resistência distorcional baseada no MRD, visivelmente diferente da codificada quando o índice de esbeltez é moderado e alto. Esta pesquisa, que pode ser entendida como uma continuação de estudos anteriores, investiga o comportamento de pós-flambagem distorcional e a curva normativa do MRD para vigas simplesmente apoiadas que exibem modos de flambagem distorcionais quando submetidas a flexão não-uniforme, devido a momentos desiguais nas seções de extremidades — cinco diagramas de momento são considerados (incluindo o de flexão uniforme para comparação). Assim como nos estudos anteriores, considerou-se duas condições de apoio — empenamento e rotações locais nas seções de extremidade totalmente livres ou impedidos. Com um entendimento sobre a influência do diagrama de momento no comportamento de flambagem e de pós-flambagem distorcional, fez-se um estudo paramétrico extenso (via Método dos Elementos Finitos — MEF) com diversas geometrias e tensões de escoamento. Os momentos de falha obtidos e os coletados da literatura foram empregados para avaliar a eficiência das curvas distorcionais do MRD disponíveis e para propor ajustes/modificações nas mesmas, visando torna-las capazes de fornecer previsões precisas que levem em consideração os diagramas de momento.Universidade Federal do Rio de JaneiroBrasilInstituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa de EngenhariaPrograma de Pós-Graduação em Engenharia CivilUFRJLandesmann, Alexandrehttp://lattes.cnpq.br/4158374750945862Batista, Eduardo de MirandaCarvalho, Eliane Maria LopesDepolli, Isis Cler2020-12-02T00:15:02Z2023-12-21T03:07:17Z2018-03info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesishttp://hdl.handle.net/11422/13414porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFRJinstname:Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ)instacron:UFRJ2023-12-21T03:07:17Zoai:pantheon.ufrj.br:11422/13414Repositório InstitucionalPUBhttp://www.pantheon.ufrj.br/oai/requestpantheon@sibi.ufrj.bropendoar:2023-12-21T03:07:17Repositório Institucional da UFRJ - Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ)false |
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