Elisa Losada Cerqueira
Título
RESISTÊNCIA DE COLUNAS DE AÇO FORMADAS A FRIO COM SEÇÃO Ue EXIBINDO INTERAÇÃO GLOBAL-GLOBAL
Orientador(es)
Alexandre Landesmann
Dinar Reis Zamith Camotim
Resumo
Recentemente, Dinis et al. (2020) demonstraram que as curvas propostas pelo Método da Resistência Direta (MRD) subestimam a resistência de colunas de aço em perfil formado a frio, com seção U, sob interação global-global (flexão e flexo-torção). O objetivo deste trabalho é estender o escopo do estudo anterior, considerando-se geometrias adicionais, cuidadosamente selecionadas em seção-transversal Ue, para o desenvolvimento de análises numérica-computacionais de colunas (engastadas) afetadas pela interação global-global. Os resultados apresentados e discutidos consistem em forças críticas e respectivos modos de flambagem, trajetórias de equilíbrio e resistências últimas (modos de colapso), obtidos via MEF, com auxílio do código comercial ANSYS, segundo análises não-lineares com elementos de casca. As colunas analisadas exibem (i) seções transversais e comprimentos que garantem interação global-global (forças de bifurcação próximas entre si), (ii) diferentes tensões de escoamento (para cobrir uma ampla faixa de esbeltez) e, (iii) imperfeições geométricas iniciais de flexo-torção e flexão, as quais compartilham a mesma amplitude combinada, obtidas a partir de análises preliminares de flambagem. O trabalho explora o comportamento pós-crítico das colunas selecionadas, com atenção especial à identificação da imperfeição geométrica inicial que conduza a menor resistência final para fins de dimensionamento. As forças últimas compiladas neste trabalho, juntamente com anteriormente reportadas, são usadas para avaliar as atuais curvas propostas por Dinis et al. (2020).
Abstract
Recently, Dinis et al. (2020) reported that the current Direct Strength Method (DSM) global design curve underestimates the failure loads of fixed-ended cold-formed steel channel columns affected by global-global interaction (flexural-torsional and flexural). This work extends the scope of the previous studies, considering additional geometries, carefully selecting fixed-ended lipped channel columns for the development of numerical investigation of columns experiencing global-global interaction. The results presented and discussed consist of critical loads and respective buckling modes, post-buckling equilibrium paths and failure loads, obtained through geometrically and materially non-linear ANSYS shell finite element analyses.
The analyzed columns show (i) cross sections and lengths that guarantee global-global interaction (buckling load ratio RG close to 1.0), (ii) several yield stresses (to cover a wide slenderness range) and, (iii) flexural-torsional and flexural initial geometrical imperfections, which share the same combined amplitude, obtained from preliminary buckling analyzes. The work explores the post-critical behavior of the selected columns, with special attention to the identification of the most detrimental critical-mode initial geometrical imperfection shape, in the sense that it leads to the lowest column flexural-torsional strengths and failure loads. The failure loads compiled in this work, added with those previously reported, are used to assess the current curves proposed by Dinis et al. (2020).
