Gustavo Yoshio Matsubara
Título
INTERAÇÃO ENTRE OS MODOS DE FLAMBAGEM DE PERFIS DE AÇO FORMADOS A FRIO SOB COMPRESSÃO AXIAL: ANÁLISE E MÉTODO DE DIMENSIONAMENTO ESTRUTURAL
Resumo
Os Perfis Formados a Frio (PFF) representam elementos estruturais obtidos por meio da conformação de chapas de aço à temperatura ambiente, conferindo-lhes uma favorável relação entre resistência e peso próprio. Apesar das vantagens significativas associadas a essas estruturas, é relevante ressaltar a obtenção de elevados valores de esbeltez, resultando em estruturas de chapas finas e tornando-as suscetíveis ao desenvolvimento de modos de flambagem, identificados como local (L), distorcional (D) e global (G), sendo que este último engloba tanto o modo de flexão (GF) quanto a flexo-torção (GFT). Além disso, esses modos de flambagem podem interagir entre si, resultando nos modos de interação local-global (LG), local-distorcional (LD), distorcional-global (DG) local-distorcional-global (LDG) e global-global (GG). A interação entre os modos de flambagem pode levar a resistências significativamente menores quando comparadas com as resistências na presença dos modos isolados. Nesse contexto, o método com grande aceitação para o dimensionamento de PFF sob compressão axial é o Método da Resistência Direta (MRD). Este método abrange apenas o dimensionamento para perfis sujeitos aos modos de flambagem local (L), distorcional (D) e global (G), bem como para a interação entre os modos de flambagem local-global (LG). O presente estudo sugere alterações nas propostas do MRD, a fim de abordar a interação entre modos de flambagem não contempladas por este método. As sugestões apresentadas demonstraram eficácia nas estimativas de resistência de perfis sujeitos a compressão axial, respaldadas por resultados numéricos e experimentais.
Abstract
Cold-Formed Steel (CFS) refers to structural members formed by bending flat, thin plates at room temperature into shapes that enhance their load-carrying capacity compared to the original plate, achieving a favorable strength-to-weight ratio. While these structures offer significant advantages, it's crucial to consider their elevated slenderness values. This can lead to the formation of thin-walled structures, which are prone to buckling modes, including local (L), distortional (D), and global (G) buckling. Global buckling includes bending (GF) and flexural-torsional (GFT) modes. These buckling modes can interact, resulting in local-global (LG), local-distortional (LD), distortional-global (DG), and local-distortional-global (LDG) interaction modes. Such interactions can significantly reduce the resistance of these structures compared to isolated modes. The primary method for designing cold-formed steel under axial compression is the Direct Strength Method (DSM). The DSM considers design methodologies for CFS members subjected only to local (L), distortional (D), and global (G) buckling modes, as well as the interaction between local-global (LG) buckling modes. However, the DSM does not cover the interaction between other buckling modes. This study proposes modifications to the DSM to address these interactions. The suggested modifications have been shown to effectively estimate the resistance of bars under axial compression, supported by both numerical and experimental results.
