Estruturas formadas por perfis metálicos soldados : comparação de métodos de análise

Abstract

As estruturas metálicas unifilares são formadas por perfis de aço soldados e laminados, ou por chapas dobradas, sendo utilizados na construção de muitos tipos de estruturas como pontes, prédios, entre muitas outras. Uma das vantagens da aplicação é a alta capacidade de ser recicladas. Neste contexto, no presente trabalho, serão investigadas três metodologias para determinar o colapso de um elemento unifilar formado por um perfil de aço soldado: (i), o método clássico proposto pela norma (NBR8800) que regula o dimensionamento de perfis Soldados e Laminados no Brasil, (ii) um método chamado Método Hibrido, proposto pela mesma norma, no qual a interação entre a simulação numérica utilizando elementos finitos elásticos lineares e a determinação da carga critica de flambagem elástica são combinados com expressões de ajuste. (iii) Determinação da carga de colapso, utilizando o método dos elementos finitos considerando as não linearidades físicas e geométricas do problema estudado. Cabe salientar que esta última estratégia não é considerada um procedimento contemplado pela citada Norma. No trabalho a análise de uma viga I submetida a esforço normal é submetida a flexão e analisada pelos três métodos propostos, e finalmente uma viga com sua alma com diversos padrões de furos é analisada. A comparação dos resultados obtidos permitiu concluir sobre a performance do método hibrido proposto pela norma, e entender melhor a sinergia entre os mecanismos que levam ao colapso este tipo de estruturas

Nowadays, metallic structures are produced by welded and rolled steel profiles, or folded sheets, and are used in the construction of many types of architecture works such as bridges, buildings, among many others. One of the advantages of their appliance the high capacity of recycling. In this sense, in the present study, three methodologies for calculation of beams collapse are investigated: (i) a classic method proposed by the norm ABNT NBR 8800 (2008); (ii) an approach named hybrid method, showed by the same document, in which the interaction between numerical simulation using finite elements in a linear elastic analysis are combined with regular expressions; (iii) collapse load determination, using finite element analysis considering non-linear physical and geometrical singularities. It is important to observe that this method is not included in the applied norm. For evaluation, it is used a I beam submitted a axial and bending loads, considering only normal stresses. Finally, by the end, different standards of alveolar beams are compared taking into account the format of their hole and the shear resistance. The results comparison enabled relevant conclusions about the hybrid method performance