Avaliação do comportamento de chapas enrijecidas por múltiplos enrijecedores longitudinais

Bernardo de Matos Silva Melo

Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/1843/36459

Type:	Dissertação
Title:	Avaliação do comportamento de chapas enrijecidas por múltiplos enrijecedores longitudinais
Other Titles:	Evaluation of the behavior of stiffened plates by multiple longitudinal stiffeners
Authors:	Bernardo de Matos Silva Melo
First Advisor:	Hermes Carvalho
First Co-advisor:	Ana Lydia Reis de Castro e Silva
First Referee:	Zacarias Martin Chamberlain Pravia
Second Referee:	Rodrigo Barreto Caldas
Third Referee:	Hermano de Souza Cardoso
Abstract:	O uso de vigas de aço soldadas constituídas por chapas esbeltas é uma solução eficiente, sobretudo, em construções cujo principal objetivo é superar grandes vãos, como pontes. No entanto, devido à elevada esbeltez, esses elementos são suscetíveis a problemas de instabilidade, sendo essencial o uso de enrijecedores para aumentar a capacidade resistente ao fenômeno de perda de estabilidade. Esse aumento depende, principalmente, da posição e da rigidez relativa à flexão do enrijecedor longitudinal. A norma EN 1993-1-5:2006 e o programa computacional EBPlate 2.01 apresentam procedimentos, amplamente utilizados na prática, para a obtenção dessas tensões críticas. Assim como na maioria das pesquisas acadêmicas no tema, as análises geralmente são realizadas considerando painéis com as 4 bordas apoiadas. Contudo, alguns autores afirmam que nos casos de vigas de seção transversal I, a consideração de simples apoio nas bordas longitudinais para representar as restrições proporcionadas pelas mesas conduz a resultados conservadores. Nesse sentido, o presente trabalho teve o objetivo de estudar numericamente, por meio do programa ABAQUS, baseado no Método dos Elementos Finitos, a flambagem de chapas esbeltas enrijecidas a fim de compreender a influência da razão de aspecto e da quantidade, posição e rigidez dos enrijecedores longitudinais no fenômeno. Para tanto, foram considerados painéis apoiados e submetidos à ação isolada do cisalhamento e de diferentes razões entre tensões normais e à interação de flexão e cisalhamento. Ao final, foram determinadas a posição ótima e a rigidez à flexão mínima do enrijecedor longitudinal. Alguns dos resultados obtidos foram confrontados com os valores encontrados por meio da norma europeia e do EBPlate 2.01 e um estudo inicial foi realizado para compreender a influência das restrições das mesas em vigas I. Foi observado que a rigidez à flexão do enrijecedor é um dos parâmetros de maior impacto no comportamento de flambagem, sendo encontrado um aumento de até 557% para a tensão crítica nos casos em que o enrijecedor rígido é posicionado na posição ótima. Na norma e no EBPlate 2.01, também foi notado o acréscimo das tensões a partir do aumento da rigidez desse elemento, sendo inclusive observada a interferência desse parâmetro nos resultados acerca da influência das restrições impostas pelas mesas à alma em vigas I.
Abstract:	The use of welded steel girders with slender web plates is an efficient solution, especially to constructions in which the main goal is to overcome large spans, such as bridges. However, due to the slenderness of some elements, this structure is susceptible to instability problems, making it essential to use stiffeners to increase buckling resistance capacity. This increase depends mainly on the position and flexural rigidity of the longitudinal stiffeners. The standard EN 1993-1-5:2006 and the computer program EBPlate 2.01 present procedures widely used in practice to obtain these critical stresses. As in most academic research on the area, the analyses are usually performed considering panels with all 4 edges supported. However, some authors claim that in cases of I-section girders, the consideration of simple support at the longitudinal edges to represent the constraints provided by the flanges leads to conservative results. In this sense, the present paper studied, using the ABAQUS program based on Finite Element Method, the buckling behavior of stiffened slender plates in order to understand the influence of the aspect ratio and the amount, position, and flexural rigidity of the longitudinal stiffeners on the phenomenon. For this purpose, supported panels were considered and submitted to the isolated action of shear and different ratios between normal stresses and the interaction of bending and shear. Finally, the optimum position and the minimum flexural rigidity of the longitudinal stiffener were determined. Some of the results obtained were compared with the values found using the European standard and EBPlate 2.01, and an initial study was performed to understand the influence of flanges constraints on I-girders. It was observed that the flexural rigidity of the stiffener is one of the parameters with the greatest impact on buckling behavior, and an increase of up to 557% was found for the critical stress in cases where the rigid stiffener is positioned in the optimal position. In the standard and in EBPlate 2.01, the increase in stresses was also noted as the flexural rigidity of this element increases. Furthermore, the interference of this parameter in the results of the influence of the restrictions imposed by the flanges on the web in I-girders was also observed.
Subject:	Engenharia de estruturas Aço - Estruturas Método dos elementos finitos Vigas
language:	por
metadata.dc.publisher.country:	Brasil
Publisher:	Universidade Federal de Minas Gerais
Publisher Initials:	UFMG
metadata.dc.publisher.department:	ENG - DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ESTRUTURAS
metadata.dc.publisher.program:	Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Estruturas
Rights:	Acesso Aberto
URI:	http://hdl.handle.net/1843/36459
Issue Date:	16-Apr-2021
Appears in Collections:	Dissertações de Mestrado

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