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http://hdl.handle.net/1843/PASA-A79FSF| Type: | Dissertação de Mestrado |
| Title: | Estudo do comportamento de barras compostas comprimidas formadas por perfis tubulares circulares concêntricos laminados de aço |
| Authors: | Lucas Figueiredo Grilo |
| First Advisor: | Ricardo Hallal Fakury |
| First Co-advisor: | Francisco Carlos Rodrigues |
| First Referee: | Francisco Carlos Rodrigues |
| Second Referee: | Ana Lydia Reis de Castro e Silva |
| Third Referee: | Armando Cesar Campos Lavall |
| metadata.dc.contributor.referee4: | Arlene Maria Sarmanho Freitas |
| Abstract: | Este trabalho trata do estudo do comportamento de barras compostas comprimidas formadas por perfis tubulares circulares concêntricos laminados de aço. A utilização dessas barras compostas é uma solução inovadora e de grande interesse prático para situações em que um perfil isolado não apresente capacidade resistente suficiente para suportar as ações atuantes. Foram apresentados neste estudo o comportamento da flambagem elástica de barras, a influência de imperfeições geométricas e de material e a formação da rótula plástica no momento em que ocorre a instabilidade das barras. O atual estado da arte do cálculo da força de compressão resistente de perfis tubulares de acordo com as normas europeia, americana, canadense e brasileira foi apresentado e comparado. Foi desenvolvido um modelo analítico para estimativa da força de compressão resistente de perfis tubulares com qualquer curvatura inicial, que pode ser utilizado tanto para perfis isolados quanto para compostos, e seus resultados comparados com os obtidos de acordo com a norma brasileira ABNT NBR 16239:2013. Foram apresentadas soluções tecnicamente e economicamente viáveis para o projeto e fabricação dos perfis tubulares compostos. Para validação dos resultados numéricos foram feitos modelos de barras isoladas e seus resultados comparados aos obtidos de acordo a norma brasileira. Os resultados foram satisfatórios, com a força de compressão resistente variando menos que 6,5% em relação aos valores obtidos com a formulação da norma. Com os parâmetros validados para o modelo numérico, foi feito o estudo de perfis tubulares compostos com três tipos diferentes de travamentos ao longo dos perfis: travamento fixo, travamento deslizante e sem travamento. Foram simulados diversos modelos de perfis compostos, com a finalidade de levantar várias curvas de resistência à compressão das diversas situações de travamento e compará-las. Os resultados numéricos obtidos mostraram que os perfis compostos com travamento fixo e deslizante têm comportamentos muito semelhantes ao obtido quando se utiliza a formulação da norma brasileira, considerando áreas e inércias equivalentes para o perfil composto, o que não é válido para o perfil sem travamentos. Foram gerados os gráficos comparativos das curvas de resistência à compressão e da distribuição da força pelos tubos que compõe os perfis. Por fim, foi proposta uma metodologia de cálculo simplificada para os perfis de acordo com o tipo de travamento, que dispensa a utilização de métodos computacionais robustos. |
| Abstract: | This research presents a study of the compression behavior of built-up members composed of concentric hot rolled circular hollow sections. The use of these composed bars is an innovative solution of practical interest for situations in which a single bar does not reach the required compressive strength. This work presents a review of the elastic buckling behavior of isolated bars, the influence of geometric and physical imperfection and the plastic hinge formation when the bar instability occurs. The current compressive strength formulation for circular hollow steel sections profiles according to European, American, Canadian and Brazilian Standards were presented and compared. An analytical model was developed to estimate the compressive strength in tubular steel sections, with any initial crookedness, and compared to the Standard ABNT NBR 16239:2013. This analytical formulation can be used in isolated and composed bars. Some technically and economically viable design and fabrication solutions to built-up members composed of concentric hot rolled circular hollow sections are presented. For validation of numerical results, models of singular hollow sections are made and compared to the ABNT NBR 16239:2013 Standard results. The results obtained with numerical models were satisfactory. The compressive strength of these numerical models differs less than 6,5% of the Brazilian Standard values. Once the numerical modeling was validated, the study of built-up members was made, considering three different types of connections between the tubes: fixed connection, sliding connection and without any connections along the bars. Several models of built-up sections were simulated, in order to obtain and compare the various compressive resistance curves of each connection. The numerical results show that these built-up sections with fixed and sliding connections have a very similar behavior to the results obtained with Brazilian Standard formulation, when considering equivalent areas and inertias for the built-up section. Also, it shows that this observation does not apply to the sections without connections. Comparative graphs of the compressive resistance curves were generated, as also some graphs that show the distribution of the compressive force between each bar of the built-up section. Finally, a simplified formulation for the design of built-up sections without connections along the tubes was proposed, in order to avoid robust computational methods. |
| Subject: | Engenharia de estruturas |
| language: | Português |
| Publisher: | Universidade Federal de Minas Gerais |
| Publisher Initials: | UFMG |
| Rights: | Acesso Aberto |
| URI: | http://hdl.handle.net/1843/PASA-A79FSF |
| Issue Date: | 11-Nov-2015 |
| Appears in Collections: | Dissertações de Mestrado |
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