Behavior and design of built-up compressed steel members composed of concentric hot rolled circular hollow sections

Abstract

Esta pesquisa apresenta um estudo do comportamento de elementos construídos de aço comprimido compostos por seções ocas circulares concêntricas laminadas a quente. A utilização destes membros é uma solução inovadora e de interesse prático para situações em que um único membro não atinge a resistência à compressão exigida. São apresentadas algumas soluções de projeto e fabricação técnica e economicamente viáveis para elementos construídos compostos por seções ocas circulares concêntricas laminadas a quente. Para a validação dos resultados numéricos são confeccionados modelos de secções tubulares singulares e comparados com a EN 1993-1-1, sendo os resultados obtidos com modelos numéricos satisfatórios. A resistência à compressão destes modelos numéricos difere menos de 9% dos valores da EN 1993-1-1. Validada a modelagem numérica, foi feito o estudo dos elementos constituídos, considerando os tubos sempre unidos nas extremidades por placas de extremidade, e ao longo do comprimento por interligações fixas ou deslizantes ou, ainda, sem interligações. Para estas três condições diferentes, vários modelos numéricos utilizando FEM via software Abaqus foram simulados para obter e comparar a resistência à compressão. Os resultados mostram que estes troços construídos com interligações fixas e deslizantes têm um comportamento muito semelhante aos resultados obtidos com o procedimento da Norma Europeia, quando se consideram áreas e inércias equivalentes para o troço construído. Além disso, mostra que esta observação não se aplica aos trechos sem interligações. Foram gerados gráficos comparativos de curvas de resistência à compressão, bem como alguns gráficos que mostram a distribuição da força compressiva entre cada membro da seção construída. Por fim, foi proposta uma formulação para o dimensionamento de seções construídas sem interconexões ao longo dos tubos para evitar métodos computacionais robustos.