Antonio Renato Albuquerque Bicelli

Título

COLAPSO POR FLEXO-TORÇÃO DE COLUNAS DE AÇO FORMADAS A FRIO SOB TEMPERATURAS ELEVADAS: RESISTÊNCIA ÚLTIMA E DIMENSIONAMENTO VIA MRD

 

Orientador(es)

Alexandre Landesmann

Dinar Reis Zamith Camotim

 

Resumo

Uma extensa investigação numérica é reportada com evidências de que a atual curva de resistência a flambagem global do Método da Resistência Direta (MRD) superestima a força última de colunas metálicas de Perfis Formados a Frio (PFF), quando submetidas a compressão uniforme em situações de incêndio. Este estudo fez uso dos valores de forças últimas para temperaturas elevadas obtidos para propor novas curvas de resistência a flambagem global por flexo-torção, baseadas no MRD, visivelmente diferentes quando exibe valor inferior a 1,5 no índice de esbeltez. Esta pesquisa, que pode ser entendida como uma continuação de estudos anteriores, investiga o comportamento de pós-flambagem e a curva normativa do MRD para colunas de aço bi engastadas que exibem modo de flambagem global por flexo-torção quando submetidas a compressão uniforme para temperaturas elevadas. Os resultados consistem na trajetória de equilíbrio da pós-flambagem elastoplástica e as forças últimas, que foram determinadas por meio de análises não-lineares em elementos finitos de casca. A fim de obter amplos valores de índice de esbeltez, várias tensões de escoamento para temperatura ambiente/moderada (20/100 °C) foram utilizadas, e também comprimentos distintos de colunas e variações de seções transversais foram considerados. O aço é modelado de acordo com o Eurocode 3 – part 1.2. Os dados de falha obtidos e os  disponíveis na literatura internacional foram empregados para avaliar a eficiência da curva de resistência do MRD e propor modificações, visando torná-la capaz de lidar com flambagem por flexo-torção em situação de incêndio.

 

 

Abstract

An extensive numerical investigation has been reported with evidence that the current Direct Strenght Method (DSM) global strength curve overestimates the ultimate strength of Cold-Formed Steel (CFS) when submitted to uniform compression under fire situation. This study used ultimate strength of elevated temperatures gathered to propose a new set of flexural torsional curves in each temperature, based on DSM, which are clearly different when the slenderness is below than 1,5. This research, that can be read as a continuation of previously studies, investigate the flexural torsional post-buckling equilibrium paths and the DSM for steel columns that exhibit flexural torsional buckling when submitted to uniform compression under elevated temperatures. The results consist of post-buckling equilibrium paths and ultimate strength, obtained through nonlinear shell finite element analyses. To ensure covering wide slenderness ranges, several room/moderate temperatures (20/100 °C) yield stresses and different columns lengths and variety of transversal sections were considerate. The steel is simulated by models prescribed in Eurocode 3: part 1.2. The numerical failure loads obtained in this research and collected in the international literature were used to validated the efficiency of DSM and to propose a modification, making it capable of handling flexural torsional failures under elevated temperatures.

 

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