Análise numérica da flambagem distorcional de perfis formados a frio tipo cartola submetidos à flexão não-uniforme

Dib, Carla de Amorim Lana

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ORCID:	http://orcid.org/0000-0001-7135-4963
Document type:	Dissertação
Access type:	Acesso Aberto
Title:	Análise numérica da flambagem distorcional de perfis formados a frio tipo cartola submetidos à flexão não-uniforme
Alternate title (s):	Numerical analysis on distortional failure of cold-formed steel hat-section beams under non-uniform bending
Author:	Dib, Carla de Amorim Lana
First Advisor:	Vieira, Gregório Sandro
First member of the Committee:	Ferreira, Felipe Piana Vendramell
Second member of the Committee:	Almeida, Ariovaldo Fernandes de
Summary:	Os perfis formados a frio (PFF) têm destaque entre as estruturas de aço devido à sua leveza, eficiência estrutural (alta relação resistência/peso) e versatilidade de utilização. Entretanto, em virtude da espessura reduzida de seus elementos, os PFF estão propensos a fenômenos de instabilidade. O objetivo deste trabalho é analisar o comportamento estrutural de vigas em perfis formados a frio do tipo cartola submetidas à flexão não-uniforme em torno dos eixos de maior e menor inércia, relativamente aos riscos do modo de flambagem distorcional. Através da Teoria Generalizada de Vigas, por meio do programa computacional GBTUL, foram identificadas geometrias onde o modo de flambagem distorcional é predominante, apresentando: participação modal distorcional (Pdist) maior que 85% e momento crítico de flambagem distorcional (McrD) significativamente abaixo dos momentos críticos de flambagem local (McrL) e global (McrG). Através do programa computacional ABAQUS, um modelo numérico de casca em elementos finitos foi desenvolvido para realizar as análises de flambagem e pós-flambagem das geometrias selecionadas. Os resultados obtidos com o modelo numérico desenvolvido – que incluem trajetórias de equilíbrio, configurações deformadas, momentos resistentes e mecanismos de colapso – evidenciam que a curva de dimensionamento distorcional do Método da Resistência Direta (MRD) atualmente normatizada é inadequada para estimar a resistência das estruturas com índice de esbeltez moderado a alto. Dessa forma, foram propostos ajustes nos parâmetros da curva, a fim de possibilitar uma melhor estimativa da capacidade resistente dos perfis.
Abstract:	Cold-formed steel (CFS) members stand out among steel structures notably due to their lightness, structural efficiency (high strength-to-weight ratio) and versatility. However, given their thin-walled geometry, CFS are highly susceptible to instability phenomena. The objective of this research is to analyze the structural behavior of cold-formed steel hat-section beams under non-uniform bending about the major and minor-axis, regarding the risks of distortional buckling. Through the Generalized Beam Theory (GBT), using the computational program GBTUL, the geometries where the distortional failure is predominant were selected, presenting: distortional modal participation (Pdist) greater than 85% and distortional critical buckling moments (McrD) significantly below their local (McrD) and global (McrG) counterparts. Through the computational program ABAQUS, a shell finite element model was developed to perform buckling and post-buckling analysis on the selected beams. The results obtained from the developed model – which include equilibrium paths, deformed configurations, failure moments and collapse mechanisms – show that the currently codified Direct Strength Method (DSM) distortional design curve is inadequate to estimate failure moments in the moderate-to-high slenderness range. Thus, modifications in the design curves were proposed, in order to improve the predictions of the beams’ resistant capacity.
Keywords:	análise numérica perfis formados a frio flambagem distorcional flexão não-uniforme numerical analysis cold-formed steel distortional buckling non-uniform bending
Area (s) of CNPq:	CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL::ESTRUTURAS
Subject:	Engenharia civil Aço - Forjamento Aço - Tratamento térmico Aço - Vigas - Flambagem (Mecânica)
Language:	por
Country:	Brasil
Publisher:	Universidade Federal de Uberlândia
Program:	Programa de Pós-graduação em Engenharia Civil
Quote:	DIB, Carla de Amorim Lana. Análise numérica da flambagem distorcional de perfis formados a frio tipo cartola submetidos à flexão não-uniforme. 2023. 86 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2023. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.di.2023.120.
Document identifier:	http://doi.org/10.14393/ufu.di.2023.120
URI:	https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/37955
Date of defense:	24-Feb-2023
Appears in Collections:	DISSERTAÇÃO - Engenharia Civil

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