Estudo teórico-experimental do comportamento de barras compostas comprimidas formadas por perfis tubulares circulares concêntricos laminados de aço

Exportado OPUSMade available in DSpace on 2019-08-10T02:36:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 335.pdf: 9054381 bytes, checksum: 390e53a8be4c605840e6c6cf26f594ec (MD5) Previous issue date: 5Este trabalho apresenta um estudo teórico-experimental do comportamento de barras compostas axialmente comprimidas formadas por perfis tubulares circulares concêntricos laminados de aço. O uso dessas barras é uma solução inovadora para situações nas quais exista restrição de projeto quanto ao diâmetro máximo que pode ser adotado, ou que um único perfil laminado não atinja a força resistente de compressão requerida. Este estudo inicia-se com a apresentação do comportamento das barras comprimidas, abordando os aspectos da estabilidade estrutural, a influência de imperfeições iniciais geométricas e de material, os procedimentos de dimensionamento normativos e o mecanismo de colapso. Foi apresentado o estudo numérico desenvolvido para os perfis tubulares circulares concêntricos laminados de aço, tal como seu processo de montagem e seu procedimento de cálculo. Na análise experimental, foram realizados ensaios de força axial de compressão em barras compostas rotuladas nas duas extremidades, constituídas por dois e três perfis tubulares concêntricos, sem ligação entre os perfis ao longo do comprimento e com ligações fixas e deslizantes, de modo a obter as respostas em termos de capacidade resistente e facilidade de montagem. Nessa etapa, foi desenvolvido um método para medir as imperfeições geométricas dos perfis que compõem o conjunto. A análise numérica foi realizada por meio de simulações via Método dos Elementos Finitos, utilizando o programa ABAQUS. Nessas simulações, para calibração dos modelos numéricos, foram consideradas as imperfeições iniciais geométricas e relações geométricas obtidas nos modelos experimentais. A formulação proposta para o dimensionamento dos perfis tubulares circulares concêntricos apresentaram valores sempre conservadores. Após a validação da calibração, foi feita uma análise paramétrica, variando-se as dimensões da seção transversal dos tubos que compõem as barras compostas e sentidos das imperfeições geométricas iniciais desses tubos, com o intuito de investigar a influência desses parâmetros no comportamento da barra composta e no valor da força resistente.This paper presents a theoretical-experimental study on the behavior of built-up members axially compressed formed by concentric hot rolled circular hollow sections. The use of these bars is an innovative solution for situations in which there is project restriction regarding the maximum diameter that can be adopted, or in which a single rolled section does not reach the required compressive strength. This study begins with the presentation of the behavior of compressed bars, approaching the aspects of structural stability, the influence of initial geometrical imperfections and material, the procedures of normative dimensioning and the collapse mechanism. The numerical study developed for concentric hot rolled circular hollow sections, as well as its assemble process and its calculus procedure were presented. During the experimental analysis, there were performed rehearsals of axial compressing strength on compound bars labeled at both their extremities, constituted by two and three concentric hollow sections, with no connection between the sections throughout the length and with sliding and embedded connections, in order to obtain the responses in terms of resistant capacity and assemble facility. In this stage, it was to develop a method to measure the geometrical imperfections of the sections that are part of the assembly. The numerical analysis was performed through simulations via Finite Element Method using the program ABAQUS. In these simulations, for the calibration of numerical models, were considered initial geometrical imperfections and geometrical relations obtained in the experimental models. The formulation proposed for the dimensioning of the concentric circular hollow sections presented conservative valuables. After the calibration validation, a parametric analysis was performed, varying the dimensions of the cross section of the tubes that compose the composed bars and the directions of the initial geometrical imperfections of these tubes, aiming to investigate the influence of these parameters on the behavior of the composed bar and on the valuable of the resistant strength