Análise da capacidade de plastificação de vigas casteladas de aço sujeitas à flexão simples - Bellon, Fernando Gussão (2021)
Nas últimas décadas, tem-se observado um ressurgimento do interesse pelos perfis castelados em diversos países, inclusive no Brasil. A partir daí, diversos estudos vêm sendo realizados visando verificar o comportamento dos perfis castelados sob diversas condições e com configurações geométricas distintas. Alguns estudos baseados em simulações numéricas indicaram que alguns perfis castelados, quando submetidos à flexão, não atingiam a plastificação total da seção transversal por momento fletor. Com base nos resultados desses estudos, chegou-se a propor que a capacidade de plastificação dos perfis alveolares fosse limitada a 90% do momento de plastificação teórico. Diante dessa proposição, levantou-se a hipótese de que, dependendo das esbeltezes das mesas e da alma de alguns perfis, poderia ocorrer um deslizamento relativo entre o banzo superior e o inferior do perfil, acompanhado da distorção das aberturas na alma, o que dificultaria a plastificação total da seção transversal, composta pelas duas seções T acima e abaixo das aberturas. Neste trabalho, esta hipótese foi testada por meio de simulações com modelos numéricos de elementos finitos. Foram analisadas 94 vigas casteladas, por meio de análise não linear pelo Método dos Elementos Finitos, variando-se a relação vão/altura da seção, esbeltez da alma e da mesa, tipo de carregamento e tipo de abertura. Todas as vigas que falharam por formação de mecanismo plástico atingiram valores muito próximos ao momento de plastificação, revelando que a hipótese inicial não é consistente. Ficou comprovado que, para a gama de características típicas dos perfis I laminados utilizados atualmente, os perfis castelados atingem a plastificação total da seção transversal. O estudo comprovou também que um modelo de cálculo baseado na hipótese de formação de um mecanismo Vierendeel, considerando a interação momento-cortante segundo o critério de von Mises, é capaz de estimar com boa aproximação a capacidade dos perfis castelados à flexão simples. Palavras-chave: Vigas casteladas. Plastificação. Momento de plastificação. Flexão. Análise numérica.