Estudo de Ligações Tipo “T” Bird-Beak com Perfis Tubulares de Paredes Esbeltas

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Publicada em 25/09/2019

Discente: Tiago Henrique Silva Santos

Resumo:

Tradicionalmente, as ligações tubulares do tipo “T” são soldadas e quando o banzo tem como seção transversal um perfil tubular quadrado, esse é posicionado de forma que as faces planas superior e inferior sejam perpendiculares ao montante. No presente trabalho é estudado um outro tipo de ligação soldada do tipo “T”, a ligação “T” Bird-Beak sendo divididas em dois tipos: a Square Bird-Beak que é formada pelo giro do banzo de uma ligação tradicional em 45° em torno do seu eixo longitudinal; e a Diamond Bird-Beak, formada pelo giro tanto do banzo quanto do montante de uma ligação tradicional em 45°, também em torno dos seus eixos longitudinais. Além dessas duas tipologias com montantes quadrados, foi estudado uma tipologia com montante circular denominada de Circular Bird-Beak, sendo que essas três tipologias de ligação são compostas por banzo de paredes esbeltas e montantes com carregamento axial de compressão. Foram desenvolvidos modelos numéricos utilizando o software ANSYS, sendo realizados estudos sobre o refinamento da malha e sobre as condições de contorno, com a intensão de definir o modelo mais eficiente para as análises. Após os estudos dos modelos, foi feito um estudo paramétrico variando os parâmetros geométricos β (relação entre a largura/diâmetro do montante e largura do banzo) e 2γ (relação entre a largura e a espessura da face do banzo). As cargas resistentes dos modelos numéricos, obtidas pelo método da deformação limite, foram comparadas com as cargas obtidas pelas equações desenvolvidas na pesquisa de Chen (2015b). Posteriormente, as cargas resistentes dos modelos do tipo Circular Bird-Beak foram comparadas com as cargas de modelos com ligações “T” tradicionais e por último, foram desenvolvidas equações para o dimensionamento teórico das tipologia de ligações “T” Bird-Beak apresentadas. Na comparação entre as ligações “T” Bird-Beak, a que apresentou, na maioria dos casos, a maior resistência foi a Diamond Bird-Beak. Os cálculos utilizando as equações de Chen (2015b) resultaram em resistências menores do que as resistências dadas pelos modelos numéricos e na comparação entre a ligação T Circular Bird-Beak e a ligação “T” tradicional, a primeira apresentou, em todos os casos, a maior resistência.

Abstract:

Traditionally, hollow steel sections T-joint are welded and when the chord has a square hollow section, it is positioned so that the upper and lower planar faces are parallel to the horizontal plane. In the present work another type of welded hollow steel section T-joint is studied, the Bird-Beak T joint, being divided into two types: The Square Bird-Beak which is formed by rotating of the chord of a traditional T-joint in 45° around its longitudinal axis; and Diamond Bird-Beak, formed by rotating both the chord and the brace of a tradicional T-joint in 45° around ther longitudinal axis. In addition to these two type with square hollow section brace, a circular holly section brace called Circular Bird-Beak was studied too. These three type of T-joint was composed of hollow steel sections with thin-walled chord and brace under compression. Numerical models were developed using the software ANSYS as well as studies about of mesh refinement and boundary conditions, with the intention of defining the most efficient model for the analysis. Futhermore, a parametric study was made by varying the geometrical parameters β (ratio between the diameter of the brace / width of the chord face) and 2γ (ratio between the width and thickness of the chord face). The resistances of the numerical models, obtained by the method of deformation limit criteria, were compared with the resitences obtained by the equations developed in the research of Cheng (2015b). Subsequently, the resistance of the type models Circular Bird-Beak were compared with the ressitance of the models with traditional T-joint. Finally, equations were developed for the theoretical design of the typology of Bird-Beak T-joints presented. The diamond bird-beak T-joint had the highest resistance in most cases. Calculations using the equations of Chen (2015b) resulted in resistances smaller than the resistances given by numerical models. Circular Bird-Beak T joint showed higher resistances than traditional T joint. Keywords: Hollow steel sections, joints, thin-walled sections, Circular Bird-Beak, Square Bird-Beak Diamond Bird-Beak.

Palavras-chave:

Perfis tubulares, ligações, seção esbelta, Circular Bird-Beak, Square Bird-Beak Diamond Bird-Beak

Áreas de Concentração:

- Mestrado: Estruturas e Construção

Orientadores:

- Arlene Maria Cunha Sarmanho

Banca Examinadora:

Profa. Arlene Maria Cunha Sarmanho (UFOP, Presidente)
Prof. Gabriel Vieira Nunes (IFMG, Co-orientador)
Prof. Vinicius Nicchio Alves (UFOP)
Prof. Luciano Rodrigues de Lima (UERJ)

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