Nova proposição para verificação do estado-limite de flambagem lateral com distorção de vigas mistas de aço e concreto

Exportado OPUSMade available in DSpace on 2019-08-10T08:18:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_janainapena.pdf: 9485214 bytes, checksum: f0abccf7e0226f270d2165c68a505693 (MD5) Previous issue date: 6Nas regiões dos apoios internos, as vigas mistas contínuas de aço e concreto estão sujeitas a momento negativo e, consequentemente, a mesa inferior e parte da alma do perfil de aço ficam comprimidas. Se a alma do perfil não tiver rigidez suficiente para evitar a flexão lateral, eladistorcerá permitindo que a mesa comprimida sofra um deslocamento lateral e uma torção, caracterizando um modo de instabilidade denominado flambagem lateral com distorção (FLD). O método de verificação à FLD da norma europeia EN 1994-1-1:2004 originou o método de cálculo da norma brasileira ABNT NBR 8800:2008. A principal diferença entre elas está no fato de que a EN 1994-1-1:2004 não fornece expressão para o cálculo do momento crítico elástico, enquanto a ABNT NBR 8800:2008 prescreve uma formulação proposta por pesquisadores na década de 1990. As equações presentes na literatura para a determinação do momento crítico elástico apresentam diversas inconsistências. Por conta disso, é proposto nesse trabalho um estudo paramétrico para a determinação de uma nova equação para o cálculo do momento crítico elástico de vigas mistas contínuas. Para isso, foram implementadas análises de flambagem elástica, com auxílio do software Ansys 17.0 (2016), em modelos de elementos finitos que retratam o comportamento à FLD de vigas mistas de aço e concreto. Os modelos numéricos foram constituídos pelo perfil de aço, por uma mola rotacional que restringe parcialmente o giro da mesa superior e uma restrição ao deslocamento lateral, ambas aplicadas à mesa superior, ao longo de todo o comprimento da viga. Além disso, para avaliar os métodos de cálculo das normas europeia e brasileira para se obter o momento fletor resistente nominal à FLD, neste trabalho foram implementados modelos numéricos inelásticos em elementos finitos,com auxílio do software Ansys 17.0 (2016), considerando o comportamento do mecanismo U invertido e levando em conta as influências das imperfeições geométricas e de material (tensõesresiduais) e da fissuração do concreto. Foi avaliada também a influência do vão adjacente ao vão analisado. Para isso, os modelos numéricos possuem dois vãos e três apoios para representar os vãos de extremidade e três vãos e quatro apoios para simular os vãos internos. Como resultado, foram avaliados os métodos de cálculo prescritos pelas duas normas citadas, além de proposta uma equação simplificada para a determinação do índice de esbeltez e, ainda, umanova equação para o fator de redução para a flambagem lateral com distorçãoIn the internal supports, the continuous composite steel-concrete beams are subject to hogging moment, hence, the bottom and part of the web of the steel member is in compression. If the web of the steel profile does not have enough stiffness to avoid the lateral bending, the web willdistort allowing the compressed flange to displace laterally and twist, characterizing buckling mode known as lateral distortion buckling (LDB). The method to verify the LDB of the European code EN 1994-1-1:2004 originated the Brazilian standard ABNT NBR 8800:2008 prescription. The main difference between them is in the fact that EN 1994-1-1:2004 does not provide expression for the calculation of elastic critical moment, while ABNT NBR 8800:2008 prescribes a formulation proposed by researches in the 1990s. The equations present in the literature for the determination of elastic critical moment present a lot of inconsistencies. For this reason, a parametric study is proposed for the determination of a new equation for the calculation of the elastic critical moment of continuous composite steel-concrete beams. For this, elastic buckling analysis were performed using the software Ansys 17.0 (2016) in finite element models that describe the behavior of continuous composite steel-concrete beams. The numeric models were composed by steel profile, rotational spring and lateral restraint, both applied along the beam span to restrain the steel top flange. Furthermore, to evaluate the methods of calculation of European and Brazilian standards to obtained the nominal hoggingmoment of LDB, in this thesis were implemented inelastic numerical models in finite elements, using the software Ansys 17.0 (2016), considering the inverted U-mechanism and taking into account the geometric and material imperfections (residual stresses) and the cracking of concrete. The influence of adjacent span at the analyzed span also was verified. For this, the numerical models have two span and three supports to represent the end span and three spans with four supports to simulate the internal spans. As a result, the calculation methods prescribed by the mentioned standards were evaluated. Also, a simplified equation for the determination of the slenderness and the new equation of reduction factor for the LDB were propose