Hisashi Inoue
Resumo
Apresenta-se um estudo de flambagem e pós-flambagem elástica e elastoplástica de painéis metálicos formados a frio, submetidos a combinações de cargas axial e transversal no plano do painel. Estes perfis, formados a frio e com seção tipo U enrijecido, podem ser adotados como elementos estruturais em sistemas construtivos baseados em fechamentos metálicos pré-fabricados, com aplicação nas construções de edifícios de andares múltiplos. Nesse caso, os painéis podem ser adotados como elementos com função de contraventamento transversal da estrutura. A análise numérica é realizada com base no método dos elementos finitos, adotando-se elementos de casca, obtendo-se as respostas para o problema de estabilidade de primeira ordem: cargas críticas e os respectivos modos de flambagem. A análise não-linear permite obter a trajetória de equilíbrio que descreve o comportamento pós-flambagem. São ainda considerados os seguintes aspectos no comportamento estrutural: (i) variação na geometria da seção, (ii) condições de apoio nas extremidades, com empenamento livre ou impedido e (iii) influência das imperfeições iniciais. São consideradas ainda distintas combinações de cargas axial e de cisalhamento no painel. Os resultados das análises permitem avaliar a eficiência da contribuição dos fechamentos com painéis metálicos leves e a possível eliminação de barras de contraventamento global da estrutura.
Abstract
The present study is addressed to elastic and elastoplastic post-buckling analysis of cold-formed steel panels under combined compression and shear loading. These channel section panels can be adopted as closing systems for multistory buildings. In this case the thin-walled steel panels are taken as bracing system. The structural analysis is performed based on the FEM, with shell elements. Both linear and non-linear stability analysis are computed, the former to obtain the critical loads and the buckling modes the latter to obtain the post-buckling behavior. The following aspects of the structural behavior are considered: (i) cross-section variation; (ii) end conditions, with free or fixed warping, (iii) the influence of initial imperfections. Several load combinations are considered. The results of the analysis allowed to conclude about the efficiency of the panel system to replace the standard bracing system of the buildings, based on diagonal members.
