Verificação teórica e experimental do comportamento de telhas de aço trapezoidais formadas a frio

Abstract

Os perfis de aço formados a frio são componentes estruturais de grande aplicação na engenharia, sendo fabricados a partir de chapas de pequena espessura. Esses perfis são caracterizados pela grande relação largura/espessura de seus elementos, o que os torna suscetíveis à flambagem local. As telhas de aço são uma alternativa econômica para o fechamento e cobertura de galpões industriais, ginásios e hangares, por exem-plo, porém não há muita informação disponível sobre seu comportamento estrutural, apesar da grande aplicabilidade desses componentes. Contrariando essa tendência, neste trabalho foi feita uma verificação experimental do comportamento à flexão de telhas de aço formadas a frio de perfil trapezoidal, com diferentes tipos de vinculação das bordas longitudinais, tendo em vista a obtenção da carga crítica de flambagem elástica e da carga de colapso. Paralelamente, foram desenvolvidos modelos de Ele-mentos Finitos e de Faixas Finitas para a determinação das cargas críticas da estru-tura em estudo. Finalmente, foram aplicados o procedimento da norma NBR 14762 (ABNT 2001) e o Método da Resistência Direta para a determinação da carga teórica de colapso. Os diversos resultados obtidos são comparados, fazendo-se uma correlação do tipo de vinculação utilizada com as cargas críticas e as cargas de colapso obtidas, com consideração da limitação dos procedimentos utilizados.

The cold-formed steel profiles are structural components of broad applicability in the mechanical and Civil Engineering fields. These kinds of elements are manufac-tured from little thickness sheets. The local buckling collapse mode predominates in this kind of profile due to the high width/thickness ratio of its elements. Steel roofing sheets are an economical option for the closing and covering of industrial warehouses, gymnasiums, and hangars, for instance. Nowadays, there is not much available infor-mation on their structural behavior in spite of the several steel sheets uses. Opposing this tendency, in the present study, the theoretical and experimental bending cold-for-med trapezoidal steel roofing panels verification was carried out, with different kinds of boundary conditions in the longitudinal edges, aiming at the obtaining of critical and collapse loads. At the same time, theoretical models with Finite Element Method (FEM) and Finite Strip Method (FSM) were developed aiming at determining the roo-fing sheets critical loads, which is under study. Finally, NBR 14762 (ABNT 2001) and the Direct Strength Method (DSM) procedures were applied to determine the theore-tical collapse load. The several results are compared, correlating the kind of boundary conditions used with the critical and collapse loads obtained. Finally, conclusions about the different studies carried out are presented.