Lúrian da Silva Lima
Título
RESISTÊNCIA DE PERFIS “Z” FORMADOS A FRIO SOB FLEXÃO NÃOUNIFORME E COLAPSO DISTORCIONAL
Resumo
Este trabalho apresenta resultados de uma análise numérica-computacional aplicada a vigas de aço em perfil formado a frio em seção transversal Z enrijecido cujo modo de falha é o distorcional, quando submetidas a flexão oblíqua não-uniforme. Objetiva-se avaliar o comportamento de flambagem, pós-flambagem e resistência última, bem como o dimensionamento segundo o Método da Resistência Direta (MRD), previsto no Anexo C da norma brasileira ABNT NBR 14762:2010 e na especificação AISI-S10016. Os modos de flambagem e os respectivos valores de tensão crítica e comprimentos das barras são determinados por meio de análises de autovalores, via Método dos Elementos Finitos (MEF) e Teoria Generalizada de Viga (GBT). As vigas analisadas são (i) compostas por um único vão, (ii) simplesmente apoiadas, porém com condições de apoio distintas no que se refere à restrição do empenamento e rotação locais em suas extremidades (totalmente livres ou impedidos), (iii) constituídas de seções transversais do tipo Z enrijecido e comprimentos de flambagem diversos (iv) submetidas a três gradientes de momento (incluindo o de flexão uniforme para fins de comparação). Garantiu-se que as vigas analisadas (i) apresentassem modo de flambagem “puramente” distorcional e (ii) abrangessem uma vasta gama de tensões de escoamento, possibilitando a investigação em um significativo número de esbeltezes distorcionais. Os resultados obtidos foram utilizados para avaliar os méritos das curvas de dimensionamento vigentes do MRD (verificando-se significativa sobrestimativa) e das curvas adaptadas, a partir destas, por outros autores.
Abstract
This work presents results of a numerical-computational analysis applied to cold-formed Z-sections beams whose failure mode is the distortional, when subjected to non-uniform oblique bending. The goal is to evaluate the buckling and post-buckling behavior, as well as the Direct Strength Method (DSM) design predictions, set out in Annex C of the Brazilian Standard NBR 14762: 2010 and AISI S100-16 Specification. Buckling modes and their ultimate strength and lengths of the bars are determined through eigenvalue analyses, using the Finite Element Method (FEM) and Generalized Beam Theory (GBT). The analyzed beams (i) are single-span members, (ii) are simply supported, however, which different end support conditions regarding warping and minor-axis flexural rotations (totally free or prevented), (iii) present Z stiffened crosssection and miscellaneous buckling lengths and (iv) submitted the three moment gradients (including the uniform bending for comparison purposes). Assured that all the analyzed beams (i) present “purely” distortional buckling modes and (ii) cover a wide range of yielding stresses, enabling the investigation on a great amount of distortional slenderness. The results were used to evaluate the merits of the current dimensioning curves of the DSM (checking for significant overestimation) and of the curves adapted, from these, by other authors.
