Resumo
O presente trabalho constitui-se de uma análise numérica, por meio de elementos finitos, objetivando a reprodução via software de um ensaio experimental de ligação parafusada semirrígida em perfis formados a frio, dada no âmbito tridimensional. A análise consistiu-se a partir da reprodução da geometria do protótipo, das condições de contorno e aplicação de carregamento. Para melhor previsão do comportamento da ligação, foram inseridas ao modelo a não linearidade física e geométrica. Foram obtidas as curvas força-deslocamento e a evolução das tensões de Von Mises para os diferentes componentes do protótipo. Os resultados indicaram que o modelo numérico é cerca de duas vezes mais rígido que o experimental. Todavia, foi possível observar que o comportamento do modelo numérico possui tendência similar ao do modelo experimental e também foi possível avaliar a contribuição dos elementos da ligação para o desempenho da mesma.
Palavras-chave: Análise numérica. Ligação parafusada semirrígida. Perfis formados a frio. Desempenho estrutural.
Numerical analysis of semi-rigid bolt connection in cold formed profiles
Abstract
The current paper is based on a numerical analysis by means of finite elements aiming at the software reproduction of an experimental test of semi-rigid bolt connection in cold formed profiles occurred in the three-dimensional scope. The analysis consisted of the reproduction of the prototype geometry, the boundary conditions, and the loading application. For a better forecast of the connection behavior, physical and geometric non-linearity were inserted to the model. The force-displacement curves and the evolution of the Von Mises stresses for the different prototype components were obtained. The results indicated that the numerical model is about twice as rigid as the experimental one. However, it was possible to observe that the behavior of the numerical model has a similar tendency if compared to the experimental model and it was still possible to evaluate the contribution of the connection elements to its performance.
Keywords: Numerical analysis. Semi-rigid bolt connection. Cold-formed profiles. Structural performance.
Referências
AMERICAN INSTITUTE OF STEEL CONSTRUCTION. Specification for structural steel buildings, ANSI/AISC 360-16: Chicago, 2016.
ANSYS® Structural Analysis, release 15.0, Help System. Mechanical APDL Structural Analysis Guide. ANSYS, Inc., Canonsburg, PA. 2013, 522 p.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. Dimensionamento de estruturas de aço constituídas por perfis formados a frio, ABNT NBR 14762: Rio de Janeiro, 2010.
CASTRO, Emerson Cardoso de. Análise numérica de ligações parafusadas semirrígidas em perfis formados a frio. 2018. 90 f. Dissertação (Mestrado em Construção Metálica) - Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2018.
LEE, Yeong Huei; TAN, Cher Siang; MOHAMMAD, Shahrin; TAHIR, Mahmood Md; SHEK, Poi Ngian. Review on cold-formed steel connections. The Scientific World Journal, Cairo, v. 2014, p. 1-11, 2014.
MACHADO, Ana Paula Magalhães. Análise numérica de ligações do sistema de armazenagem industrial. 2018. 65 f. Dissertação (Mestrado em Construção Metálica) - Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2018.
MORAIS, Cassius Soares. Análise teórico-experimental de ligações parafusadas em perfis formados a frio. 2003. 301 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil). Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2003.
SANTOS, Luciano Barbosa dos. Influência da rigidez das ligações em estruturas de aço. 1998. 173 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Estruturas) - Universidade de São Paulo, São Carlos, 1998.
SILVA, Alexandre Camillo da. Estudo de ligações parafusadas em perfis formados a frio. 2006. 156 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) - Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2006.
SILVA, Alexandre Camillo da; FREITAS, Arlene Maria Sarmanho. Análise teórico-experimental de ligações parafusadas com enrijecedores de alma em perfis de aço formados a frio. Revista Escola de Minas, Ouro Preto, v. 61, n. 2, p. 231-237, 2008.
SILVA, Adriano Toledo. Ligações semirrígidas em perfis formados a frio de aço. 2017. 123 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) - Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2017.
SILVA, Valdir Pignatta e; RODRIGUES, Francisco Carlos; FAKURY, Ricardo Hallal; PANNONI, Fábio Domingos. Incêndio real em apartamento de interesse social - um estudo de caso. Revista Escola de Minas, Ouro Preto, v. 60, n. 2, p. 315-324, 2007.
SOUZA, Flávio Teixeira de. Análise teórico-experimental da estabilidade de colunas perfuradas em perfis de aço formados a frio de seções tipo rack. 2013. 209 f. Tese (Doutorado em Engenharia Civil) - Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2013.
UGURAL, Ansel C.; FENSTER, Saul K. Advanced mechanics of materials and applied elasticity. 5. ed. Boston: Pearson Education, Inc., 2011.
YU, Wei-Wen. Cold-formed steel design. 3. ed. New York: John Wiley & Sons, Inc., 2000.