Comportamento estrutural de seções cruciformes constituídas de cantoneiras de abas iguais de aço inoxidável
O aço inoxidável vem sendo utilizado em vários tipos de construções por sua alta versatilidade, possuindo como características principais, a elevada resistência à corrosão (propriedade que mais o distingue do aço carbono) e a temperaturas elevadas, além de boa resistência mecânica, tenacidade e fadi...
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| Tipo de recurso: | tesis de maestría |
| Estado: | Versión publicada |
| Fecha de publicación: | 2018 |
| País: | Brasil |
| Institución: | Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ) |
| Repositorio: | Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UERJ |
| Idioma: | portugués |
| OAI Identifier: | oai:www.bdtd.uerj.br:1/11495 |
| Acceso en línea: | http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/11495 |
| Access Level: | acceso abierto |
| Palabra clave: | Civil Engineering Structural analysis (Engineering) Structures of steel Hot-rolled angles Starred angle Stainless steel Structural behavior Compression resistance Eurocode Experimental analysis Engenharia civil Análise estrutural (Engenharia) Estruturas de aço Cantoneira laminada de seção cruciforme Aço inoxidável Resistência à compressão Análise experimental CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL |
| Sumario: | O aço inoxidável vem sendo utilizado em vários tipos de construções por sua alta versatilidade, possuindo como características principais, a elevada resistência à corrosão (propriedade que mais o distingue do aço carbono) e a temperaturas elevadas, além de boa resistência mecânica, tenacidade e fadiga exigindo poucos requisitos de manutenção. Embora muitas das propriedades mecânicas sejam semelhantes às propriedades do aço carbono, as características não lineares implicam regras de dimensionamento diferentes. Essa não linearidade afeta principalmente a resposta à flambagem local e global com alguns limites mais rigorosos para a classificação da seção. Com a crescente utilização do aço inoxidável em estruturas, foi publicada em 2006 a primeira norma para o dimensionamento de elementos em aço inoxidável, o Eurocode 3: Parte 1-4, que engloba produtos laminados a quente, soldados e conformados a frio. Algumas das áreas que demandam pesquisas e estudos diz respeito ao comportamento de colunas de aço inoxidável compostas por cantoneiras sujeitas à forças de compressão. Esta foi a motivação para a presente dissertação que objetivou estudar o comportamento e a resistência desse tipo de coluna. Oito ensaios foram realizados em cantoneiras em aço inoxidável austenítico 304 de seção nominal L63,5x63,5x4,76 com comprimento longitudinal de 700 mm, sendo os dois primeiros realizados em cantoneira única e os seis últimos compostos por duas cantoneiras dispostas em cruz, conhecidas como starred angles. Dentre os modelos formados por duas cantoneiras em cruz, os ensaios foram realizados com três variações construtivas: cantoneiras sem ligação interna entre as mesmas, cantoneiras ligadas por solda e cantoneiras ligadas por chapa aparafusada. Para obtenção dos valores do módulo de elasticidade, tensão de escoamento, tensão de ruptura e as curvas tensão versus deformação foram realizados ensaios de caracterização à tração, além de ensaios de caracterização à compressão. Em seguida, foram realizadas análises numéricas por meio do método dos elementos finitos no programa computacional ABAQUS 6.14 e posteriormente calibradas com os resultados obtidos nos ensaios experimentais. Por fim, estes resultados foram comparados com métodos de cálculo preconizados no Eurocode 3: Parte 1-4, e o Método da Resistência Contínua, método que ainda não foi incluído na norma europeia até o presente momento. O modo de ruína apresentado pelas colunas de cantoneira única foi o de flambagem flexo-torsional. Já para os modelos formados por duas cantoneiras em cruz, houve predominância do modo torsional ocorrendo, entretanto, para os modelos de cantoneiras sem ligação interna flexo-torção porém com modo de flexão pouco pronunciado. Quanto aos modelos numéricos, os resultados obtidos foram satisfatórios, com variações de carga menores que 8% em relação aos resultados experimentais, deslocamentos horizontal e vertical, deformações verticais e configurações deformadas similares às colunas ensaiadas. No tocante aos resultados teóricos calculados pelas recomendações do Eurocode 3 Parte 1-4, estes apresentaram valores de carga extremamente conservadores quando comparados aos valores experimentais. Já os resultados teóricos calculados por meio das formulações do Método da Resistência Contínua mostraram-se aceitáveis. |
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