Maurício Coelho Alves
Resumo
Neste trabalho apresentam-se e discutem-se procedimentos de cálculo que possibilitam obter estimativas do comportamento de pós-flambagem e resistência última de perfis formados a frio com seção em U enrijecido, submetidos à compressão simples ou flexo-compressão, em combinação com temperaturas elevadas. As análises numéricas são efetuadas por meio do Método dos Elementos Finitos (MEF), discretizando os elementos estruturais através de malhas de elementos de casca quadrilaterais de quatro nós. Os resultados são obtidos considerando-se duas formas de análise: (i) estacionária em relação à temperatura, a qual é mantida constante durante toda a análise e a carga é incrementada até que se atinja o colapso e (ii) estacionária em relação ao carregamento, de compressão ou flexo-compressão enquanto a temperatura é incrementada. Essas análises são geométrica e fisicamente não lineares. Adicionalmente, esses resultados são comparados com estimativas fornecidas por uma abordagem proposta neste trabalho, com base no Método da Resistência Direta. Nessa abordagem, para o caso de temperaturas elevadas, leva-se em conta, simplesmente, a degradação das propriedades físicas do aço e, para a situação em que há gradiente de temperatura, contabilizam-se, adicionalmente, os efeitos de deformação térmica.
Abstract
The present research is concerned to the discussion of procedures to estimate the pos-buckling behavior and ultimate strength of cold-formed steel lipped channel members under centric and eccentric compression, combined with high uniform and non-uniform temperatures. A general finite element package is used to perform numerical analyses and the model is based on four-nodes quadrilateral shell elements meshes. The analyses include both geometrical and physical non-linear model and the results were obtained taking into account two analysis conditions: (i) stationary temperature combined with increased loading until the structural collapse and (ii) stationary loading while the temperature is increased until the collapse is reached. Further comparisons with experimental results, the FEM model is applied to verify a hand-calculation approach based on the Direct Strength Method. This proposed approach is aimed to consider strength and stiffness changes in steel under elevated temperatures and thermal-bowing effects.
