Otimiza??o de sistemas estruturais para galp?es utilizando o m?todo dos elementos finitos.

Programa de P?s-Gradua??o em Constru??o Met?lica. Departamento de Engenharia Civil, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto.Uma variedade de arranjos estruturais de a?o podem ser adotados na concep??o de coberturas de galp?es de uso geral. A escolha adequada dos sistemas estruturais se apresenta como um fator de grande import?ncia para o desenvolvimento de solu??es padronizadas e competitivas. Em fun??o disso, a op??o por treli?as constitu?das de perfis formados a frio mostra-se muito interessante no que se refere ao requisito leveza e, consequentemente, custo da estrutura. Este trabalho tem o intuito de avaliar comparativamente o desempenho de algumas tipologias de treli?as de cobertura de galp?es industriais. Assim sendo, um estudo param?trico foi desenvolvido considerando as tipologias de treli?as de banzos paralelos, trapezoidais, triangulares e arqueadas, submetidas a carregamentos comuns, com a??es permanentes e vari?veis, com v?os livres variando de 16 a 32 metros, em intervalos de 4 metros. Foram definidos ainda, o espa?amento entre as treli?as de 6, 7,5 e 9 metros. Esses par?metros foram testados considerando as ?reas das se??es transversais de tr?s tipos de perfis, Perfil U, Perfil U enrijecido (Ue) e Perfil Cantoneira, permitindo uma an?lise da utiliza??o de cada um deles. De posse desses par?metros foram gerados 180 modelos cujas simula??es/an?lises foram realizadas a partir do m?todo de otimiza??o dispon?vel no programa Ansys. Como par?metros da avalia??o da efici?ncia dos sistemas estruturais foram consideradas a taxa de consumo de a?o e a resposta estrutural dos diversos modelos analisados. Os resultados indicaram que coberturas em treli?as arqueadas apresentam as maiores taxas de consumo de a?o, seguida pelas coberturas resolvidas com treli?a de banzos paralelos. As tipologias que apresentaram menor consumo de a?o foram a treli?a trapezoidal, para menores espa?amentos entre as treli?as de cobertura, e a treli?a triangular, para maiores espa?amentos. Esse estudo foi desenvolvido com a finalidade de se gerar subs?dios que possam auxiliar profissionais na tomada de decis?es, visando a ado??o de uma estrutura de cobertura que atenda a uma melhor rela??o custo/benef?cio.Various structural steel arrangements can be adopted in the design of roofs for general purpose sheds. The proper choice of structural systems is a great importance factor for the development of standardized and competitive solutions. As a result, the choice of structural trusses built by cold-formed profiles appears as a very interesting one with regard to lightness and cost of the structure. This work intends to compare the performance of some types of roof trusses for industrial sheds. Parallel, trapeze and triangle-shaped trusses types are studied, all submitted to ordinary loads at permanent and variable operation actions with free spans varying from 16 to 32 meters, at 4 meters intervals. Spacing between the trusses were also defined among 6, 7.5 and 9 meters types. These parameters were tested considering the cross-sectional areas of three types of profiles, UProfile, Stiffened U-Profile and Angle Profile, in order to allow analysis of each type application. 180 models were generated from such parameters, which analysis was run through the Ansys program optimization method. The rate of steel consumption and the structural response to the various analysed models were taken as structural systems efficiency parameters. The results indicate that roofs in arched trusses present the highest steel consumption rates, followed by those built with parallel top beam bar trusses. The trapeze-shaped trusses show the lowest steel consumption in the case of smaller spacing between the roof trusses and the triangle trusses in the case of the larger spacing. It is expected this study can help professionals who need to decide on roof structures choice based on cost/benefit ratio