Metalpy : módulo computacional para determinação da capacidade resistente de perfis laminados e soldados de aço

Abstract

Este trabalho apresenta a elaboração de um sistema computacional para a determinação da capacidade resistente de perfis estruturais laminados e soldados de aços. Este sistema foi concebido na forma de uma biblioteca, implementada na linguagem de programação Python utilizando o paradigma da programação orientada a objeto. A biblioteca é formada por dois componentes fundamentais, organizados em módulos separados. O primeiro módulo define classes destinadas à obtenção e representação das características básicas de cada tipo de perfil estrutural. O segundo módulo traz classes que abrigam métodos de cálculo da capacidade resistente para cada perfil segundo normas de projeto específicas. A implementação descrita nesse trabalho contempla perfis laminados tipo I, tubo retangular ou circular, além de perfis I e caixão soldados. Os métodos para a determinação de resistência à tração, compressão, flexão e corte destes perfis estão disponíveis segundo os critérios definidos nas normas ABNT/NBR8800:2008 e ANSI/AISC360-16. O código foi desenvolvido segundo uma arquitetura que visa favorecer a expansão da biblioteca, facilitando a inclusão de mais tipos de perfis ou de critérios de resistência definidos por outras normas. Também foram preocupações centrais no projeto da biblioteca a facilidade da reutilização e manutenção do código, bem como a sua integração com programas de terceiros. As primeiras aplicações apresentadas nesse trabalho visam ilustrar a utilização da biblioteca no fluxo usual de verificação de segurança de elementos estruturais e demostrar a precisão dos resultados, através da comparação com exemplos disponíveis na bibliografia técnica. Em seguida, são apresentados aplicações que demonstram a versatilidade da biblioteca em termos de integração com programas de terceiros.

This work shows the development of a computational system to determine the strength of rolled and built-up steel structural profiles. This system was designed as a library, implemented with Python programming language using object-oriented paradigm. This library contains two fundamentals components, organized in separeted modules. The first module defines classes intended to obtain and represent basic characteristics of each type of structural steel profiles. The second module contains classes with methods to calculate strength according to specific design standards. The implementation described in this work cover profiles of the types rolled I shape , HSS, round HSS, built-up I shaped and box section. Functions for the determination of compression strenght, tension strenght, bending and shear strength are available according to the criteria giveb by ABNT/NBR8800:2008 and ANSI/AISC360-16.The code was developed according to an architecture that favors the expansion of the library, enabling the inclusion of more profiles or other regulation specification of project. Furthermore, ease code maintenance and integration with third-party software are main concerns in the library development. The first examples show the application of the library in the usual flow of safety check of structural elements and demonstrate its accuracy with respect to the results taken from technical literature. Additional examples demonstrate the versatility of the library in terms of integratios with other softwares.