Estudo numérico e analítico com base experimental da instabilidade de barras de aço com extremidades estampadas de treliças espaciais

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Cruz, Henrique de Araújo Rosa
Data de Publicação: 2022
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UnB
Texto Completo: http://repositorio2.unb.br/jspui/handle/10482/48801
Resumo: Dissertação (mestrado) — Universidade de Brasília, Programa de Pós-Graduação em Estruturas e Construção Civil, Faculdade de Tecnologia, 2022.
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Apesar de este método construtivo apresentar uma gama de vantagens quanto às tecnologias disponíveis no mercado e já se encontrar presente em um número expressivo de projetos de engenharia executados internacionalmente, ainda se faz necessária a condução de mais estudos que avaliem o seu comportamento estrutural singular, cuja contribuição eventualmente subsidie o estabelecimento de critérios normativos específicos. Neste sentido, esta pesquisa se destina à caracterização do comportamento de barras de aço com extremidades estampadas sob carregamento de compressão isoladamente, em que as instabilidades globais ou as deformações locais excessivas representam uma parcela significativa das causas dos colapsos estruturais. A associação de análises numéricas pelo método dos elementos finitos (MEF) com dados experimentais previamente coletados é executada, sendo os seus respectivos resultados o cerne do objeto de análise crítica deste trabalho. As simulações numéricas se baseiam no método de Riks modificado, complementadas em parte por análises modais, cujos resultados demonstram a manifestação dos modos de falha supracitados em protótipos com índices de esbeltez que variam no espectro de 20 a 200. São avaliados ainda os efeitos da introdução de imperfeições geométricas iniciais na constituição dos modelos desenvolvidos, de forma a se determinar a redução de resistência última à compressão dos perfis ensaiados numericamente que são susceptíveis a tal variação de condições. Por fim, são investigadas as formulações analíticas que descrevem o fenômeno sob a ótica da instabilidade global apresentada na literatura clássica, segundo o modelo de barra com vinculações semirrígidas à flexão e submetido a carga axial de compressão, assim como pela abordagem de instabilidades globais e locais que se encontra incorporada às expressões normativas vigentes.In the field of steel structures engineering, three-dimensional trusses is one of the frequently adopted structural systems. It is applied in a wide variety of sizes and shapes, generally with hollow circular cross-section bars as its constituent elements. In order to promote its assembly in a practical and efficient way, as well as due to economic reasons, a common alternative chosen by the designers is to carry out the stamping of the ends of their bars and associate them in bolted connections. Although this constructive method has some advantages regarding the technologies available on the market and is already present in a significant number of engineering projects executed worldwide, it is still necessary to conduct more studies to assess its unique structural behavior, whose contribution may eventually subsidize the establishment of specific normative criteria. In this sense, this research aims to characterize the behavior of isolated end-flattened steel bars under compression loading, in which global instabilities or excessive local deformations represent a significant part of the causes of structural collapse. The association of numerical analyzes by the finite element method (FEM) with previously collected experimental data is performed, and their respective results are the core of the object of critical analysis of this work. Numerical simulations are based on the modified Riks method, complemented in part by modal analyses, whose results demonstrate the occurrence of the aforementioned failure modes in prototypes with slenderness ratios varying in the spectrum from 20 to 200. The analyzes go further into evaluation of the effects of initial geometric imperfections in the constitution of the developed models, in order to determine the ultimate compression strength reduction of the numerically tested profiles that are susceptible to such variation of conditions. Finally, the analytical formulations that describe the phenomenon from the perspective of global instability presented in the classical literature are investigated, according to the bar model with semi-rigid connections to bending and subjected to axial compression load, as well as the approach of global and local instabilities which is incorporated into the current normative expressions.Faculdade de Tecnologia (FT)Departamento de Engenharia Civil e Ambiental (FT ENC)Programa de Pós-Graduação em Estruturas e Construção CivilBezerra, Luciano MendesSilva, Welington Vital daCruz, Henrique de Araújo Rosa2024-07-12T12:39:19Z2024-07-12T12:39:19Z2024-07-122022-12-15info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfCRUZ, Henrique de Araujo Rosa. Estudo numérico e analítico com base experimental da instabilidade de barras de aço com extremidades estampadas de treliças espaciais. 2022. 159 f., il. Dissertação (Mestrado em Estruturas e Construção Civil) — Universidade de Brasília, Brasília, 2022.http://repositorio2.unb.br/jspui/handle/10482/48801A concessão da licença deste item refere-se ao termo de autorização impresso assinado pelo autor com as seguintes condições: Na qualidade de titular dos direitos de autor da publicação, autorizo a Universidade de Brasília e o IBICT a disponibilizar por meio dos sites www.unb.br, www.ibict.br, www.ndltd.org sem ressarcimento dos direitos autorais, de acordo com a Lei nº 9610/98, o texto integral da obra supracitada, conforme permissões assinaladas, para fins de leitura, impressão e/ou download, a título de divulgação da produção científica brasileira, a partir desta data.info:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da UnBinstname:Universidade de Brasília (UnB)instacron:UNB2024-07-12T12:39:19Zoai:repositorio.unb.br:10482/48801Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.unb.br/oai/requestrepositorio@unb.bropendoar:2024-07-12T12:39:19Repositório Institucional da UnB - Universidade de Brasília (UnB)false
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