Flambagem lateral com torção e distorção da alma em vigas de perfis I metálicos duplamente simétricos

Autor: Rossi, Alexandre
Přispěvatelé: Carlos Humberto Martins [Orientador] - UEM, Prof. Dr. Carlos Humberto Martins, Alex Sander Clemente de Souza - UFSCAR, Ênio Mesacasa Júnior - UEM
Jazyk: portugalština
Rok vydání: 2018
Předmět:
Zdroj: Repositório Institucional da Universidade Estadual de Maringá (RI-UEM)
Universidade Estadual de Maringá (UEM)
instacron:UEM
Popis: The lateral torsional buckling with web distortions is characterized by the combination of global buckling modes, lateral torsional buckling (LTB), with local buckling modes (LB) of the web. The analytical procedures, for beams with non-slender web, that are adopted in international standards and in the national standard NBR 8800:2008 don?t consider the effect of web distortion during the lateral torsional buckling. These procedures consider that the metal beams collapse occur through the pure FLT, that is, there isn't distortion of the cross section during the LTB. This fact differs from real situations mainly for cross sections with a web slenderness parameter close to Annex G's limit of the Brazilian Standard. In order to evaluate the effect of the web distortion on the reduction of the strength of steel I-beams with double cross section, a parametric study was carried out through numerical analysis in ABAQUS 6.12 and GBTUL 2.06 Software. For the development of the analysis, the numerical modeling was calibrated with experimental models available in the literature. By comparing the results obtained in the numerical analysis with the experimental results, it was possible to conclude that numerical modeling, through the ABAQUS Software - that uses Finite Element Method (FEM) - is a useful tool in the stability study of metal beams. After the calibration, analyzes were performed on several profiles, rolled and welded, to evaluate the effect of the web distortion. The influence of this distortion was examined by comparing the critical moments of the numerical analyzes of elastic stability with the critical moments of the normative procedures. Elastic stability analyzes were also validated by comparing the results of the ABAQUS Software 6.12 with the results of the GBTUL 2.06 Software, which uses the Generalised Beam Theory (GBT) formulations. The effects of initial geometric imperfection and residual stresses were also investigated. Through the comparison of the resistant moment characteristic of the geometric physical nonlinear analysis, with the resistant moment characteristic of the normative procedure, NBR 8800: 2008, it was possible to evaluate the effect of these imperfections on the resistance to FLTD of the metal beams. By performing numerical simulations in several Ibeams with variable web slenderness, it was concluded that the effect of this distortion on the reduction of the critical moment is more significant for beams that have shorter unlocked length and high web slenderness. In addition, it was observed that the effect of the web distortion was more pronounced for beams that present stocky flanges, that is, with less slenderness. Therefore, it was observed that the reduction of the critical moment due to the web distortion effect was significant. Lastly, adjustments were proposed for the procedure of calculation of resistant moment of I-beams with web non-slender, Annex G, of the Brazilian standard, NBR 8800: 2008. The effects of web distortion, initial geometric imperfection and residual stress were considered in the adjustments A flambagem lateral com torção e distorção da alma (FLTD) é caracterizada por meio da combinação de modos de flambagem globais, flambagem lateral com torção (FLT), com modos de flambagem locais da alma (FLA). Os procedimentos analíticos, para vigas de alma não esbelta, que são adotados em normas internacionais e na norma nacional, NBR 8800:2008, não consideram o efeito da distorção da alma durante a flambagem lateral com torção. Esses procedimentos consideram que as vigas metálicas sofrem colapso através da FLT pura, ou seja, não há distorção da seção transversal durante a FLT. Esse fato se difere das situações reais principalmente para seções transversais com parâmetro de esbeltez de alma próximo ao limite do anexo G da norma brasileira. Com o objetivo de se avaliar o efeito da distorção da alma na redução da resistência de vigas de aço com seção transversal I duplamente simétrica, realizouse um estudo paramétrico por meio de análises numéricas nos Softwares ABAQUS 6.12 e GBTUL 2.06. Para o desenvolvimento das análises efetuou-se a calibração da modelagem numérica por intermédio da utilização de modelos experimentais disponíveis na literatura. Através da comparação entre os resultados obtidos nas análises numéricas com os resultados experimentais foi possível concluir que a modelagem numérica, por meio do Software ABAQUS - que se utiliza do Método dos Elementos Finitos (MEF) -, se trata de uma ferramenta útil no estudo de estabilidade de vigas metálicas. Após a calibração, se realizaram análises em diversos perfis, laminados e soldados, para avaliação do efeito da distorção da alma. A influência dessa distorção foi examinada por meio da comparação entre os momentos críticos das análises numéricas de estabilidade elástica com os momentos críticos dos procedimentos normativos. As análises de estabilidade elástica também foram validadas através da comparação dos resultados do Software ABAQUS 6.12 com os resultados do Software GBTUL 2.06, que se utiliza das formulações da Teoria Generalizada das Vigas (Generalised Beams Theory - GBT). Com a utilização do GBTUL também foi possível analisar a interação dos modos de deformação na configuração deformada final das vigas. Investigaram-se também os efeitos da imperfeição geométrica inicial e das tensões residuais. Por intermédio de comparação entre o momento resistente característico da análise não linear física e geométrica, com o momento resistente característico do procedimento normativo, NBR 8800:2008, foi possível avaliar o efeito dessas imperfeições na resistência a FLTD das vigas metálicas. Com a realização das simulações numéricas em diversas vigas I com esbeltez de alma variável, concluiu-se que o efeito dessa distorção sobre a redução do momento crítico é mais significativo para vigas que apresentam comprimento destravado menor e elevada esbeltez de alma. Ademais, observou-se que o efeito da distorção da alma foi mais pronunciado para vigas que apresentam mesas com menor esbeltez. Portanto, observou-se que a redução do momento crítico devido ao efeito da distorção da alma foi significativa. Por fim, foram propostas adequações para o procedimento de cálculo do momento resistente de vigas de almas não esbelta, anexo G, da norma brasileira, NBR 8800:2008. Foram considerados nas adequações os efeitos da distorção da alma, da imperfeição geométrica inicial e da tensão residual 235 f.
Databáze: OpenAIRE
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