Análise paramétrica sobre procedimentos para dimensionamento de vigas alveolares de aço

• Ano de defesa: 2023
• Autor(a) principal: Aguiar, Lucas Alves de
• Orientador(a): Morsch, Inacio Benvegnu
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Dimensionamento de estruturas; Vigas; Estimação de parâmetros; Elementos finitos
• Palavras-chave em Inglês: Alveolar beams; Parametric analysis; Finite elements; Load capacity; Failure modes
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/259192

A viga alveolar é uma solução de engenharia atrativa quando o problema é governado pelo Estado Limite de Serviço. Sua geometria é especialmente vantajosa em relação à resistência e rigidez, pois sua seção transversal apresenta maior momento de inércia em comparação com a seção transversal de uma viga sólida de peso similar. Entretanto, pela variação geométrica ao longo do vão, as vigas alveolares apresentam diferentes modos de falhas. Visto que há uma deficiência de processos normativos nacionais, que tratam sobre parâmetros de cálculos de vigas alveolares, as pesquisas que aprofundam a compreensão sobre o comportamento dessas estruturas tornam-se mais relevantes. Dessa forma, este trabalho busca analisar os procedimentos de dimensionamento de vigas alveolares de aço existentes na literatura, através de uma análise paramétrica. São considerados os métodos simplificados apresentados em: Ward (1990), Annex N (1993), Veríssimo et al. (2012), Fares et al. (2016) e Grilo et al. (2018). Para viabilizar o conjunto de análises, foi desenvolvido um código computacional em linguagem Python para o dimensionamento das vigas alveolares pelos métodos simplificados, cujo os resultados são comparados com os obtidos através de um modelo de elementos finitos empregando o software Ansys. Além disso, é avaliado o comportamento dos resultados gerados pelos métodos simplificados e pelas simulações em elementos finitos com os resultados experimentais existentes na literatura. Na análise paramétrica, recomenda-se que o dimensionamento de vigas alveolares para pequenos vãos ou submetidas a cargas concentradas seja feito com base em uma análise não linear, considerando a não linearidade física e geométrica. Já no caso de vigas com vãos intermediárias ou longos, os métodos simplificados fornecem resultados conservativos. Quanto a carga e modo de falha, o método de Ward (1990) apresenta resultados mais próximos às simulações em elementos finitos. Para as vigas limitadas pelo critério definido por flecha, o método apresentado por Veríssimo et al. (2012) obtém resultados que mais se adequam com a NBR 8800 (2008). As vigas celulares com menores larguras de alma entre as aberturas apresentam falha por instabilidade do montante da alma, sendo os métodos de Ward (1990) e Fares et al. (2016) recomendados nesses casos. De forma geral, os resultados mostram que as vigas celulares são mais vantajosas quando sua aplicação acontece para vãos longos.