LIGAÇÕES TRELIÇADAS COM EXTREMIDADES ACHATADAS

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Publicada em 10/05/2019

Discente: Pedro Castanheira Lauar

Resumo:

As vantagens oferecidas pelo aço na construção civil, sobretudo pelos perfis tubulares usados em sistemas treliçados, motivam o crescimento de projetos com essa filosofia e pesquisas nessa área. Vencimento de grandes vãos, facilidade no transporte e montagem e organização do canteiro de obras são fatores desejáveis na etapa de execução. Neste trabalho, foram realizados estudos paramétricos numéricos de um nó de ligação em treliça plana tubular circular, em ANSYS Parametric Design Language (APDL), por meio do software ANSYS onde as diagonais possuem as extremidades achatadas e enrijecidas proposta em pesquisas anteriores são unidas à chapa gusset soldada ao banzo por meio de um único parafuso. O objetivo principal da pesquisa foi analisar o comportamento das diagonais comprimidas sob quatro variáveis: diâmetros e espessuras do banzo e das diagonais. Foram analisadas as situações em que o modo de falha ocorre nas diagonais, sendo a capacidade de carga da chapa gusset e do banzo superior à das diagonais. Foram observados dois possíveis modos de falha nos nós das diagonais: início de escoamento no enrijecedor lateral (predominante) e ovalização do furo em alguns casos nas diagonais tracionadas. Foram obtidas através das análises numéricas as cargas de início de escoamento do enrijecedor lateral das diagonais comprimidas e os valores teóricos de carga de flambagem elástica na metade do comprimento da diagonal, por meio dos métodos da fórmula da secante e da combinação de esforços, regulamentado pela NBR 8800:2008. Dessa maneira, foi possível estabelecer limites em que cada modo de falha ocorre. Foi observado que o aumento do diâmetro da diagonal e a diminuição da esbeltez do tubo implica a falha no achatamento enrijecido. Ao final, é sugerida uma metodologia de cálculo considerando a geometria da extremidade achatada enrijecida.

Abstract:

The advantages offered by steel in civil construction, especially the tubular hollow sections used in truss systems, motivate the growth of projects with this philosophy and research in this area. Large spans, ease of transport and assembly and organization of the construction site are desirable factors in the execution stage. In this work, numerical parametric studies of a circular hollow tubular flat truss attachment knot were performed in the APDL language through the ANSYS software, where the diagonals have with flattened and stiffened ends proposed in previous researches are attached to the gusset plate by means of a single screw welded to the chord. The main porpouse of the research was to analyze the behavior of compressed diagonals under four variables: diameters and thicknesses of the chord and the diagonals. Plate gusset and chord were kept stiff. Two possible failure modes were observed on the diagonals nodes: beginning of yelding in lateral stiffener (predominant) and bearing failure of plate in some cases on traversed diagonals. Throughout the numerical analysis, the starting yelding in the lateral stiffener of the compressed diagonals and the theoretical values of elastic buckling loading in half the diagonal length were obtained by the methods of the secant formula and the stress combination, regulated by NBR 8800: 2008. In this way, it was possible to establish limits in which each mode of failure occurs. It was observed that the increase in diagonal diameter the decrease of the slenderness of the tube implies the failure of the stiffening. At the end, a calculation methodology is suggested considering the geometry of the stiffened flat end. Key-words: circular hollow sections, stiffened flattened end-bars, steel structures, flat truss.

Palavras-chave:

perfis tubulares circulares, extremidades achatadas enrijecidas, estruturas em aço, treliça plana

Áreas de Concentração:

- Mestrado: Estruturas e Construção

Orientadores:

- Arlene Maria Cunha Sarmanho

Banca Examinadora:

Profa. Arlene Maria Cunha Sarmanho (UFOP, Presidente)
Profa. Ana Amália Mazon (UFSJ, co-orientadora)
Prof. Gabriel Nunes (IFMG)
Prof. Lucas Roquete (UFSJ)

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