ANÁLISE DE PAINÉIS CONTRAVENTADOS DE SISTEMAS DE ARMAZENAGEM INDUSTRIAIS

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Publicada em 23/02/2018

Discente: Guilherme Cássio Elias

Resumo:

Os sistemas de armazenagem industrial, conhecidos também como racks, são estruturas utilizadas para armazenar produtos manufaturados. São fabricados em perfis formados a frio com chapas finas, que em função da versatilidade, economia e leveza são adequados à fabricação dos elementos que compõem os sistemas. No sistema de armazenagem a estabilidade do conjunto no plano transversal está associada a painéis contraventados. O objetivo deste trabalho é a realização de análises teóricas e experimentais dos painéis contraventados de sistemas de armazenagem, constituídos por colunas formadas por perfis formados a frio cuja seção transversal é do tipo rack. Foi avaliada a influência dos contraventamentos nos painéis quando comparados às colunas isoladas, ou seja, sem os contraventamentos. Foram analisados 198 ensaios experimentais, dentre painéis contraventados e colunas isoladas, realizados no Laboratório de Estruturas Prof. Altamiro Tibiriçá Dias (DECIV/EM/UFOP) e as cargas últimas experimentais obtidas foram comparadas entre as seções transversais e comprimentos considerados. Além da capacidade de carga, foram analisados também os deslocamentos relacionados aos modos de flambagem observados nos protótipos, pois devido à elevada esbeltez característica dos perfis formados a frio, estes ficam sujeitos aos fenômenos de instabilidade local, global e distorcional, assim como o acoplamento entre os modos. A análise teórica das colunas foi realizada considerando adaptações de prescrições normativas e os valores encontrados de capacidade de carga foram comparados com os resultados experimentais. Da análise dos deslocamentos e cargas últimas experimentais, observou-se que o comprimento total da coluna e o comprimento destravado dado pela posição dos contraventamentos são fatores que influenciam diretamente nos modos de flambagem. Além disso, a análise teórica considerando adaptações normativas ressaltou a necessidade de novas curvas de flambagem que considerem as perfurações nas seções transversais das colunas, a forma da seção transversal (tipo rack) e o acoplamento entre os modos de flambagem, e o mesmo para os painéis contraventados, cuja fixação dos contraventamentos não é levada em consideração nos projetos.

Abstract:

Industrial storage systems, also known as racks, are structures used to storage manufactured products. They are built using thin-walled cold-formed sections, that provide versatility, economy and lightness to the composing elements of the systems. In the storage systems, the stability of the set in the transverse plane is associated to braced frames. This work aims to perform a theoretical and experimental analysis of storage systems’ braced frames, composed by uprights with rack cold-formed cross-sections. The influence of the frames’ bracing was evaluated through the comparison with the isolated uprights, that is, elements without any bracing. The experiments were performed in the Structures Laboratory Prof. Altamiro Tibiriçá Dias (DECIV/EM/UFOP); 198 experimental data were analyzed, including braced frames and isolated uprights and the experimental ultimate loads were compared between the cross-sections and the considered lengths. Besides the load capacity, displacements related to the buckling modes were also analyzed. Because of the high slenderness in cold-formed steel sections, these prototypes can be subjected to local, global and distortional instability, as well as the combination between these modes. The uprights’ theoretical analysis was made considering adaptations to the design prescriptions, and the bearing capacity values were compared to the experimental data. From the analysis of displacements and ultimate experimental loads, it was observed that the upright’s total length and the length given by the bracing’s positions were factors that directly influenced the buckling modes. Moreover, the theoretical analysis, considering adaptations to the design prescriptions, emphasized the necessity of new buckling curves that consider the perforations in the uprights’ cross-sections, the cross-section shape (rack sections) and the combination between the buckling modes, besides the braced frames, which bracing’s fixation is not considered in projects. Keywords: Steel structures, Cold-formed steel sections, Industrial storage systems, Racks, Structural instability.

Palavras-chave:

Estruturas metálicas, Perfis formados a frio, Sistemas de armazenagem industriais, Racks, Instabilidade estrutural_

Áreas de Concentração:

- Mestrado: Estruturas e Construção

Orientadores:

- Arlene Maria Cunha Sarmanho

Banca Examinadora:

Profa. Arlene Maria Cunha Sarmanho (UFOP, Presidente)
Prof. Flávio Teixeira de Souza (IFMG)
Prof. André Tenchini da Silva (UERJ)
Prof. Vinicius Nicchio Alves (UFOP)

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