Análise numérica de madres Ómega de aço enformado a frio

Dissertação de Mestrado Integrado em Engenharia Civil apresentada à Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade de CoimbraEsta dissertação vem no seguimento de um projeto anterior que consistiu na otimização da secção transversal de chapas perfiladas e madres ómega de aço enformado a frio, realizado no seio do grupo de Construção Metálica e Mista por Gonçalo Ferraz na Universidade de Coimbra. As estruturas com perfis em aço enformados a frio têm tido um desenvolvimento exponencial nas últimas décadas por se tratar de uma solução leve, de fácil aplicação e logo economicamente vantajosa. Estes perfis podem ser aplicados como elementos estruturais principais: pilares e vigas em estruturas de pequeno porte, ou mesmo madres para suporte de elementos de revestimento em estruturas de edifícios ou pavilhões industriais. Nas madres, os mais utilizados têm sido os perfis em forma de C ou Z; estas secções permitem obter parâmetros geométricos com valores elevados em torno do eixo de maior inércia, mas são bastante instáveis lateralmente o que obriga à aplicação de alguns contraventamentos laterais entre apoios. As secções em Ómega (Ω), por serem mais estáveis e evitarem o uso de contraventamentos intermédios, constituem excelentes alternativas. Neste contexto, o trabalho aqui pretendido corresponde à realização de um conjunto representativo de modelos numéricos em perfis Ω enformados a frio, selecionados previamente com base num estudo de otimização anteriormente realizado. O objetivo destes modelos numéricos é permitir a correta avaliação e comprovação da eficácia em termos do desempenho estrutural destes elementos; nomeadamente a sua resistência e comportamento em serviço sob diversas condições: i) perfis com um vão perfis com dois vãos, ii) perfis de diferentes dimensões (Ω 100, Ω 120 e Ω160) e iii) diferentes aplicações de cargas (duas cargas pontuais descendentes e uma outra ascendente). Os resultados obtidos serão comparados e discutidos com os resultantes do estudo analítico de otimização já referido.This Master’s Thesis follows on from a previous project on the optimization of the cross section of profiled sheets and omega purlin of cold-formed steel, performed within the group Construção Metálica e Mista and executed by Gonçalo Ferraz at the University of Coimbra. In recent decades, the use of cold-formed steel (CFS) in structural members faced a significant growth due to their unique characteristics and wide range of structural applications. It allows the design of light structures, easy to build, resulting in economic solutions. The CFS in structural members may be applied as main structural elements: pillars and beams in small structures, or even purlins to support cladding elements of structures in buildings or industrial pavilions. In purlins, the most commonly used profiles have been C or Z shaped, these sections allow the geometrical parameters to obtain high values around the axis of greatest inertia, but its sideways instability requires the application of some lateral bracing between supports. The Omega (Ω) sections, as being more stable and avoiding the use of intermediate bracing, are an excellent alternative. In this context, the work here intended corresponds to the realization of an representative set of numerical models in cold-formed Ω profiles, previously selected based on an optimization study carried out earlier. The purpose of these numerical models is to allow a proper evaluation and proof effectiveness in terms of the structural performance of those elements; for example, the resistance and in service behaviour under miscellaneous circumstances: i) profiles with a span profiles with two spans, ii) profiles of different dimensions (Ω 100, Ω 120 and Ω160) and iii) different applications of loads (two punctual charges descendants and another upward). The results obtained will be compared and discussed with the results of the analytical study of optimization mentioned above