Comportamento e influência das imperfeições geométricas iniciais para perfis de aço tipo rack com e sem furos sob compressão

Abstract

Este trabalho apresenta a influência de diferentes padrões de imperfeições geométricas iniciais em perfis de aço formados a frio tipo rack, com e sem furos, sob compressão centrada. O comportamento dos perfis é analisado através de modelos de elementos finitos de casca, e análises geometricamente não lineares, com material em regime elástico e também com diferentes resistências de escoamento, para avaliar o efeito da plasticidade. Um total de 74 combinações de imperfeições para cada tipo de perfil (com e sem furos) e três comprimentos distintos, permitiu avaliar a influência dos furos sobre os diversos resultados típicos, mais e menos estáveis de comportamento, além de cenários de interação modal, especialmente do tipo distorcional x local. Por fim, mostra‐se que os furos podem tornar o perfil mais susceptível a fenômenos de interação modal, além das trajetórias de equilíbrio típicas obtidas nos casos mais e menos críticos.

This paper addresses the influence of the initial geometrical imperfection configurations in CFS columns with rack cross‐section, perforated and non‐perforated, under compression. The columns' post‐buckling behavior is analyzed through shell finite element models with an elastic material and, also, with different yield stress limits to evaluate the influence of the material plasticity. The analyses of 74 imperfection combinations for each cross‐section, and each three different column lengths, have been carried out. The results allow characterizing the influence of web‐perforations in rack columns stability and its typical critical and non‐critical behaviors. Also, distortional x local modal interaction cases are exhibited and commented throughout. The results suggest that perforated columns are more susceptible to modal interaction phenomena. Finally, one presents and discusses the main typical critical and non‐critical equilibrium paths.