Comportamento estrutural de colunas de seção transversal cruciforme

• Ano de defesa: 2024
• Autor(a) principal: Guimarães, Bruno de Faria
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade do Estado do Rio de Janeiro; Centro de Tecnologia e Ciências::Faculdade de Engenharia; Brasil; UERJ; Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil
• Palavras-chave em Português: Engenharia civil; Análise estrutural (Engenharia); Aço - Estruturas; Colunas; Estabilidade estrutural; Civil engineering; Structural analysis (Engineering); Steel, Structural; Columns; Structural stability; ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL::ESTRUTURAS
• Link de acesso: http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/23584

Seções transversais onde as linhas médias dos elementos de placa convergem em um único ponto, como nas seções cruciformes, são altamente suscetíveis a fenômenos de instabilidade por torção devido à sua baixa rigidez torcional. A quantidade limitada de pesquisas na literatura sobre o comportamento de colunas com esse tipo de seção transversal destaca a necessidade de novas investigações para entender plenamente os fenômenos de instabilidade que afetam esses elementos estruturais e permitir o desenvolvimento de métodos de dimensionamento mais precisos, especialmente no caso de colunas fabricadas com aços inoxidáveis. Portanto, este trabalho apresenta uma análise numérica utilizando o método dos elementos finitos do comportamento de colunas biengastadas com seção transversal cruciforme fabricadas em aço carbono e em aço inoxidável e sujeitas à falha por flambagem global por torção. Inicialmente, é apresentada a fundamentação teórica necessária para o entendimento do problema investigado. Em seguida, o modelo numérico desenvolvido no software Abaqus é descrito detalhadamente, sendo comparado com resultados experimentais disponíveis na literatura, a fim de validar sua precisão. Posteriormente, análises de flambagem elástica e pós-flambagem elástica e elasto-plástica são realizadas para compreender melhor os fenômenos de instabilidade que regem a falha desses elementos estruturais. Adicionalmente, foi realizada uma análise paramétrica envolvendo um total de 540 modelos numéricos, onde forma consideradas seções transversais com razão b/t variando entre 10 e 20, avaliando tanto aço carbono quanto aços inoxidáveis. O objetivo foi verificar a aplicabilidade do método de dimensionamento do Eurocode 3, que demonstrou ser seguro, porém conservador. Uma curva de flambagem alternativa é proposta para colunas fabricadas em aço carbono, enquanto que, para colunas de aços inoxidáveis, o método lambda demonstrou maior eficiência.