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Type: Tese
Title: Momento fletor resistente à flambagem lateral com distorção de vigas casteladas mistas de aço de concreto
Authors: Carla Cristiane Silva
First Advisor: Rodrigo Barreto Caldas
First Co-advisor: Ricardo Hallal Fakury
First Referee: Hermes Carvalho
Second Referee: Arlene Maria Cunha Sarmanho
Third Referee: Gustavo de Souza Veríssimo
metadata.dc.contributor.referee4: Eduardo de Miranda Batista
Abstract: Vigas de aço casteladas são elementos estruturais com aberturas hexagonais padronizadas na alma, fabricadas a partir da expansão da alma de perfis de alma cheia que concede maior inércia à seção transversal, aumentando a resistência e a rigidez à flexão. Essas vigas podem ser biapoiadas, contínuas ou semicontínuas e podem ser projetadas como mistas quando existir uma conexão de cisalhamento entre o perfil de aço e a laje de concreto. Em vigas mistas contínuas e semicontínuas, o deslocamento lateral e giro da mesa inferior, mediante a distorção ocorrida na alma do perfil, na região de momentos negativos, em que parte do perfil de aço está comprimida, pode causar um modo de instabilidade denominada flambagem lateral com distorção (FLD). No presente estudo, um novo procedimento de cálculo para a determinação do momento crítico elástico e do momento fletor resistente à flambagem lateral com distorção de vigas casteladas mistas de aço e concreto foi desenvolvido. Para isso, equações foram produzidas para o cálculo da rigidez da alma castelada, momento crítico elástico e momento fletor resistente. Aproximadamente 20000 modelos numéricos de elementos finitos foram processados com o uso do software ANSYS e validados com resultados experimentais da literatura e, finalmente analisados para o desenvolvimento do procedimento de cálculo proposto. Os resultados obtidos, segundo o procedimento proposto para o momento crítico elástico, apresentaram coeficiente de variação de 1,4% para momento fletor uniforme e de 2,7% para momento fletor não uniforme, em relação aos modelos numéricos. No caso do momento fletor resistente, o coeficiente de variação foi de 5,3%. Logo, os resultados utilizando o procedimento analítico proposto indicam excelente correspondência com resultados numéricos.
Abstract: Castellated steel beams are structural elements with standard hexagonal web openings, manufactured from the web expansion of solid-web profiles which gives greater inertia to the cross-section, increasing the strength and bending stiffness. These beams can be simply supported, continuous and semicontinuous and can be designed as composite when there is a shear connection between the steel profile and the concrete slab. In continuous and semicontinuous composite beams, the lateral displacement and rotation of the bottom flange, through the web distortion, in the hogging moments region, where part of the steel profile is compressed, can cause a type of instability known as lateral-distortional buckling (LDB). In the present study, a new calculation procedure to determine the elastic critical moment and the resistant bending moment to lateral-distortional buckling of composite steel-concrete castellated beams was developed. For this, equations were produced to calculate the web stiffness, elastic critical moment and resistant bending moment. Approximately 20000 numerical finite element models were processed using ANSYS software and validated with experimental results from the literature and finally analyzed for the development of the proposed calculation procedure. The results obtained according to the proposed procedure for the elastic critical moment, presented a coefficient of variation of 1.4% for uniform bending moment and 2.7% for non-uniform bending moment, in relation to the numerical models. In the case of the resistant bending moment, the coefficient of variation was 5.4%. Therefore, the results using the proposed analytical procedure indicate excellent suitability with numerical results.
Subject: Engenharia de estruturas
Construção mista
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/1843/44051
Issue Date: 29-Nov-2021
Appears in Collections:Teses de Doutorado

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