Rafaela Alves Sanches Garcia
Título
Behaviour And Dsm Design Of Cold-Formed Steel Web/Flange Stiffened Lipped Channel Columns Experiencing Distortional Failure
Resumo
Resultados recentemente relatados por KUMAR & KALYANARAMAN (2014) sugerem que a presença de enrijecedores intermediários em “V” na alma e nas mesas de colunas Ue em perfil formado a frio pode alterar consideravelmente o comportamento de flambagem, pós-flambagem e colapso das colunas. Em particular, isso pode implicar que o Método da Resistência Direta (MRD) tenha uma curva de dimensionamento diferente para colunas com enrijecedores na alma e mesas. O objetivo deste trabalho é avaliar a validade desta afirmação, a qual representa um quebra significativa do conhecimento existente amplamente aceito pela comunidade científica. Este trabalho relata uma investigação numérica destinada à análise do comportamento de flambagem distorcional, pós-flambagem e colapso de colunas Ue com enrijecedores na alma e mesas e Ue planas que compartilham características mecânicas similares. A primeira etapa consiste da seleção da geometria das colunas com flambagem e falha “puramente” distorcional. Em seguida, é abordada a caracterização mecânica dos modos de flambagem distorcional em colunas enrijecidas, o que não é tão óbvio quanto em colunas planas. Então, um modelo em elementos finitos no ANSYS é empregado para análise não-linear geométrica e material. Os resultados numéricos obtidos são apresentados, discutidos e comparados. Finalmente, tomando os resultados de resistência última obtidos e dados coletados da literatura, o trabalho apresenta algumas considerações a respeito da atual curva MRD para o dimensionamento de colunas com enrijecedores intermediários sob modo de falha distorcional.
Abstract
Results recently reported by KUMAR & KALYANARAMAN (2014) suggest that the presence of web and flange V-shaped intermediate stiffeners in cold-formed steel lipped channel columns may considerably alter their distortional buckling, post-buckling and collapse behaviours. In particular, it may even imply that the application of the Direct Strength Method (DSM) to web/flange-stiffened lipped channel columns requires the consideration of a different distortional strength curve. The objective of this work is to asses the validity of this assertion, which constitutes a significant break from existing knowledge, which is widely accepted by the scientific community. This work reports a numerical investigation addressed to the distortional buckling, post-buckling and collapse behaviours of (web/flange) stiffened and plain cold-formed steel lipped channel columns sharing similar mechanical features. The first step consists of selecting column geometries associated with “pure” distortional buckling and failure modes. Then, it is necessary to address the mechanical characterization of the distortional buckling modes in the stiffened columns, which is not so obvious than in the plain columns. Next, an ANSYS shell finite element model is employed to perform geometrically and materially non-linear analysis. The numerical results obtained are then presented, discussed and compared. Finally, on the basis of the ultimate strength data obtained and experimental failure loads collected from the literature the work presents some considerations concerning the current DSM strength curve to design (web/flange) stiffened lipped channel columns failing in distortional modes.
