DIMENSIONAMENTO DE COLUNAS DE AÇO FORMADO A FRIO SIMPLESMENTE APOIADAS EM MODOS DE FALHA POR FLEXO-TORÇÃO
Documento
Informações da Dissertação
Título
DIMENSIONAMENTO DE COLUNAS DE AÇO FORMADO A FRIO SIMPLESMENTE APOIADAS EM MODOS DE FALHA POR FLEXO-TORÇÃO
Autor
Carlos Augusto Santos de Oliveira Júnior
Resumo
Recentemente, os autores Dinis et al. (2022) e Cerqueira et al. (2023) estudaram o comportamento pós-flambagem, a resistência e o Método da Resistência Direta (MRD) para o dimensionamento de colunas de aço de Perfis Formado a Frio (PFF) com extremidades engastadas, que estão sujeitas a instabilidade em modos de flexotorção no eixo principal (FMT) e possivelmente experimentam interação com flambagem por flexão no eixo secundário (Fm) − interação FMT-Fm. Eles desenvolveram uma abordagem eficiente baseada no MRD para prever as cargas de falha dessas colunas, independentemente da natureza da falha (FMT puro ou interação FMT-Fm). O objetivo deste trabalho é ampliar esses estudos, considerando colunas com extremidades articuladas em apoio do tipo PS (Pinned-Spherical), fixada em relação à torção e com impedimento total ao empenamento. Foram consideradas colunas com sete formas de seção transversal (U, C H, R, RLC, WSC e WFSC), e as dimensões, comprimentos e tensões de escoamento foram selecionadas para garantir a cobertura de amplas faixas de esbeltez FMT e várias relações entre as cargas de flambagem Fm e FMT (RG). Após investigar os comportamentos elástico e elástico-plástico pós-flambagem das colunas selecionadas com extremidades articuladas PS, em especial as afetadas pela interação FMT-Fm, um extenso estudo paramétrico foi realizado para coletar dados sobre as cargas de falha dessas colunas, a maioria das quais supostamente associadas a colapsos interativos FMT-Fm. Em seguida, os dados numéricos de carga de falha, juntamente com as cargas previamente relatadas por Dinis et al. (2020), foram usados (i) para mostrar que nenhuma das curvas de resistência disponíveis no MRD é capaz de prever adequadamente os resultados e (ii) para desenvolver e avaliar os méritos e a confiabilidade de abordagens baseadas no MRD para estimar as cargas de falha de colunas com extremidades articuladas PS experimentando flambagem em modos FMT ou em interação FMT-Fm.
Abstract
Recently, the authors (Dinis et al., 2022; Cerqueira et al., 2023) studied the postbuckling behavior, strength, and Direct Strength Method (DSM) design of cold-formed steel (CFS) fixed-ended columns that exhibit instability in major-axis flexural-torsional (FMT) modes and may also experience interaction with minor-axis flexural (Fm) buckling —known as FMT-Fm interaction. They developed an efficient DSM-based approach to predict the failure loads of these columns, regardless of the failure nature (either pure FMT or FMT-Fm interaction). The purpose of this work is to extend that investigation to columns with pinned-spherical (PS) support conditions, fixed with respect to torsion and have warping fully prevented. Columns with seven different cross-section shapes (U, C, H, R, RLC, WSC, and WFSC) are considered, and their wall dimensions, lengths, and yield stresses are selected to ensure covering wide FMT slenderness range various ratios between the Fm and FMT buckling loads (RG values). After investigating the elastic and elastic-plastic post-buckling behavior of the selected PS columns, especially those affected by FMT-Fm interaction, an extensive parametric study is carried out to gather data on their failure loads, most of which are expected to correspond to interactive FMT-Fm collapses. Then, the assembled numerical failure load data, along with previously reported loads by Dinis et al. (2020), are used (i) to demonstrate that none of the available DSM-based strength curves can adequately predict the results and (ii) to develop and assess the merits and reliability of DSMbased approaches to estimate the failure loads of PS columns experiencing FMT buckling or FMTFm interaction.
Ano
2025
Orientadores
Alexandre Landesmann