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Publicada em 24/08/2017
Discente: Luiz Henrique de Almeida Neiva
Resumo:Os perfis formados a frio (PFF), em função de sua versatilidade, economia e leveza, tem cada vez mais sido utilizados na construção metálica. A trabalhabilidade encontrada nos perfis de paredes finas permite uma grande variedade de seções transversais e aplicações. Um desses usos se dá nos sistemas de armazenagem, os racks, nos quais os PFF são empregados na maioria dos elementos, inclusive nas colunas. Tais colunas apresentam perfurações ao longo do comprimento, visando facilitar a montagem do sistema como um todo. Estudos a respeito da influência dessas perfurações no comportamento e resistência das colunas são relativamente recentes. Portanto, é necessário avaliar os modos de instabilidade usuais em seções de PFF com perfurações e a carga máxima dos elementos. Além disso, dificilmente o carregamento nas colunas do tipo rack é de forma centrada, considerando o arranjo dos sistemas de armazenagem. O carregamento excêntrico afeta a capacidade máxima, bem como o modo de falha dos perfis formados a frio. O objetivo deste trabalho é contribuir para o entendimento da influência das perfurações e da excentricidade nas colunas, bem como avaliar a ocorrência de modos de flambagem, local e distorcional, considerando o carregamento centrado e excêntrico. Os estudos foram realizados por meio do Método dos Elementos Finitos, com a utilização do programa ANSYS. Foi realizado estudo considerando perfurações ao longo do comprimento das colunas, sendo avaliada a influência do tamanho e da inclinação dos furos, bem como a variação da largura da alma, na carga de flambagem e na carga máxima desse elemento. No estudo citado foi considerada a coluna com carregamento centrado e com os resultados foi avaliada a influência da excentricidade para o arranjo de furos inclinados. Ao final é proposta uma formulação para avaliação da capacidade resistente para o modo local e distorcional utilizando o Método da Resistência Direta que é previsto em diversas prescrições normativas.
Abstract:The cold-formed steel profiles, due to their versatility, economy and lightness, have been increasingly used in the steel construction. The workability found in the thin walled sections allows a wide variety of cross sections and uses. One of these uses is in the Industrial Storage Systems, usually called racks, in which the cold-formed steel profiles are used in most elements, including the uprights. These uprights have perforations along the length, in order to facilitate the assembly of the system as a whole. Studies on the influence of these perforations on the behavior and strength of the uprights are relatively recent. Then is necessary to study the usual modes of instability in sections with perforation and ultimate load of the elements. Moreover, the load on the uprights is not usual centered axial compression, considering the arrangement of the storage systems. The eccentricity of the load affects both the strength and failure mode of the members. The main target of this research is to contribute to the understanding of the influence of the perforations and the eccentricity in the uprights, as well as to evaluate the local and distortional modes of buckling considering the centered and eccentric axial load. The studies were performed using the Finite Element Method, using the ANSYS software. A study was carried out considering several perforations along the length of the uprights, being evaluated the influence of the size and the inclination of the perforations, and the variation of the web width, at buckling and ultimate load. In the mentioned study the upright was subject to centered axial load, and with the results it was evaluated the influence of the eccentricity for the arrangement of inclined perforations. At the end, new equations are proposed for the evaluation of the resistant capacity for the local and distortional buckling mode using the Direct Strength Method, which is foreseen in several normative prescriptions. Keywords: Steel Structures, Structural instability, Cold-formed steel, Eccentric load, Racks
Palavras-chave:Estruturas metálicas, Instabilidade estrutural, Perfis formados a frio, Carregamento excêntrico, Racks_
Áreas de Concentração: - Mestrado: Estruturas e Construção
Profa. Arlene Maria Cunha Sarmanho (UFOP, Presidente)
Prof. Flávio Teixeira de Souza (IFMG)
Prof. Luciano Rodrigues de Lima (UERJ)
