Análise numérico-experimental de resistência a flexão em ligações tubulares flangeadas

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Publicada em 12/05/2016

Discente: Caio Orsi Vieira Ramos Pereira

Resumo:

As aplicações de ligações flangeadas são muito comuns em treliças, sendo que tubos em sistemas treliçados estão submetidos a esforços semelhantes aos esforços de cálculo para o dimensionamento dessas ligações. Devido a sua facilidade de montagem em canteiros de obras, a ligação flangeada se torna uma das principais ligações parafusadas existentes. Porém, no dimensionamento existente em prescrições de norma da ligação flangeada o efeito da flexão não é considerado. Cabendo a esta dissertação o objetivo de estudar a influência da flexão na ligação, numericamente (utilizando o Método de Elementos Finitos via software ANSYS) e experimentalmente (por meio de um programa experimental desenvolvido no Laboratório de Estruturas do Departamento de Engenharia Civil da Escola de Minas da UFOP), utilizando os perfis comerciais disponíveis no mercado. Para a consideração da flexão foi variado o centro de aplicação da carga de tração, partindo do centro geométrico dos tubos, conforme a excentricidade de projeto; a excentricidade de projeto foi variada de zero até vinte e quatro por cento do diâmetro externo dos tubos. Com isso foi possível estudar a flexão das flanges e o efeito alavanca gerado. Os estudos propiciaram também a validação do procedimento experimental, sendo que o modelo numérico desenvolvido apresentou boa correlação com os resultados experimentais encontrados neste trabalho e também de outros pesquisadores, levando a um modelo numérico-experimental com uma boa representatividade quando considerada a flexão na ligação.

Abstract:

The application of flanged connections is very common in trusses, in which tubes are submitted to similar loadings to design efforts of flanged connection. Because of its easiness of assembly on construction sites, the flanged connection becomes one of the main existing bolted connections. However, in standard prescriptions of flanged connections, the existing design does not consider the bending effect. This dissertation aims to study the influence of bending in connections, numerically (using the Finite Element Method via ANSYS software) and experimentally (through an experimental program developed in the Structures Laboratory of the Civil Engineering’s Department of “Escola de Minas” from UFOP) using commercial profiles available on the market. For the consideration of bending, the center of tension load application was varied, starting from the geometric center of the tubes, according to the eccentricity designed; the eccentricity was varied from zero to twenty-four percent of the outer diameter of the tubes. Therefore, it was possible to study the bending of flanges and the generated of prying effect. The studies also enabled the validation of the experimental procedure, since the numerical model showed good agreement with the experimental results found in this dissertation and also in other researches, leading to a numerical-experimental model with a good representation regarding the bending effect in the connection.

Palavras-chave:

Steel structures, tubular profiles, flanged connection, experimental analysis

Áreas de Concentração:

- Mestrado: Construção Metálica

Orientadores:

- Arlene Maria Cunha Sarmanho

Banca Examinadora:

Profa. Arlene Maria Cunha Sarmanho, UFOP (Presidente)
Prof. João Alberto V. Requena, Unicamp
Prof. Flávio Teixeira, IFMG/Ouro Preto

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