Mariana Henrique Brand
Título
DIMENSIONAMENTO DE COLUNAS EM PERFIS U PULTRUDADOS REFORÇADOS COM FIBRA DE VIDRO SOB FALHA GLOBAL
Resumo
As diversas vantagens dos polímeros reforçados com fibras de vidro (PRFV), citando-se eficiência estrutural, durabilidade em ambientes agressivos, diversidade de seções transversais, leveza, alta resistência, fácil e rápida instalação, entre outros, têm estimulado o emprego deste sistema construtivo em distintos setores da construção civil. Neste contexto, o presente trabalho apresenta, através de um estudo numéricocomputacional, a proposição de uma metodologia racional/direta para o dimensionamento de colunas engastadas constituídas de perfis U formados a partir de PRFV sob modo de falha global por flexão ou flexo-torção. A primeira etapa consiste na cuidadosa seleção de colunas (geometria e comprimentos) a serem avaliadas, utilizando o programa GBTul (segundo a Teoria Generalizada de Vigas). Em seguida, aplica-se o MEF (Método de Elementos Finitos) via código computacional/comercial ANSYS para análise não-linear física e geométrica, com emprego de elementos de casca, para simulação do comportamento estrutural de flambagem, incluindo pósflambagem de determinação da resistência. Fica evidente a diferença de comportamento entre perfis com flambagem por flexão e por flexo-torção após a flambagem. Os resultados obtidos, nomeadamente trajetórias de equilíbrio, modos de flambagem e a resistência definida por um critério de colapso, são empregados na avaliação para modificações nas atuais curvas de resistência do Método da Resistência Direta, atualmente exclusivas para elementos metálicos de parede fina.
Abstract
The several advantages of glass fiber reinforced polymers (GFRP), in regards to structural efficiency, durability in aggressive environments, diversity of crosssections, lightness, high strength, easy and quick installation, among others, have stimulated the use of this constructive system in different sectors of civil construction. In this context, the current work presents, through a numerical-computational study, the proposition of a rational/direct methodology for the design of fixed-ended columns consisting of U profiles formed from GFRP under global failure mode by flexuraltorsional or flexural. The first step consists of the careful selection of columns (geometry and lengths) to be evaluated, using the GBTul program (according to the Generalized Beam Theory). After that, the FEM (Finite Element Method) is applied via ANSYS computational/commercial code for non-linear physical and geometric analysis, using shell finite elements, to simulate the structural behavior of buckling, postbuckling and ultimate strength. The difference in behavior between profiles with flexural buckling and flexural-torsional profiles after buckling is evident. The results obtained, namely equilibrium trajectories, buckling modes and the resistance defined by a collapse criterion, are used to evaluate modifications in the current resistance curves of the Direct Strength Method, currently exclusive to thin-walled metallic elements.
