Publicação
Elastic lateral-torsional buckling of cellular beams
| Resumo: | Este estudo apresenta uma análise numérica de vigas sólidas e alveolares através do software ANSYS e compara os seus resultados com os resultados obtidos através dos métodos simplificados do Eurocódigo 3 parte 1-1 e do guia SCI P385. Um novo método de cálculo (método 3) para as propriedades geométricas das vigas alveolares é abordado no estudo. A comparação entre os métodos analíticos e numérico tem como objetivo analisar o comportamento e a influência da nova constante de torção abordada nos valores do momento crítico para encurvadura lateral torsional (ELT) e no angulo de torção não uniforme da viga. O tipo de aço escolhido foi o S355 e os perfis do modelo de referência para as vigas solidas e alveolares foram o IPE 200 (RM1) e o HE 200 A (RM2). No total, 316 simulações numéricas foram realizadas, variando o comprimento da viga e os parâmetros geométricos da viga alveolar (diâmetro do furo, espaçamento entre os furos e altura da viga). Concluiu-se que na análise do momento critico para ELT dos RM1 e RM2, a nova constante de torção abordada pelo método 3 apresentou o melhor resultado entre todos os métodos abordados em todos os estudos de caso. Analisou-se também a influência da variação dos parâmetros geométricos utilizando esta nova constante no cálculo do método analítico. Quanto maior o diâmetro do furo, menor a diferença relativa entre a maioria dos casos baseados no perfil HE 200 A. Já nos casos baseados no perfil IPE 200, o valor médio do diâmetro do furo, apresentou uma menor diferença relativa. A variação do espaçamento entre os furos e a altura final da viga não provocou grandes diferenças relativas. Quanto maior o espaçamento entre os furos e a altura da viga, maior a diferença relativa entre a maioria dos casos. Em todos os casos das análises do ângulo de torção não uniforme, a nova constante de torção abordada apresentou a maior diferença relativa entre os métodos analítico e numérico. Esse comportamento pode ser devido a uma diferença no desenvolvimento do modelo numérico com o analítico, que pode ser observada também nos resultados dos casos de viga sólida. Essa diferença é reduzida através da normalização pelos resultados da viga sólida. A nova constante apresentou melhores resultados com uma menor diferença relativa apenas para a viga de L=1[m]. |
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| Autores principais: | Silva, Luana Barbieri |
| Assunto: | Vigas alveolares Encurvadura lateral torsional Ângulo de torção não uniforme Constante de torção Simulação numérica |
| Ano: | 2022 |
| País: | Portugal |
| Tipo de documento: | dissertação de mestrado |
| Tipo de acesso: | acesso aberto |
| Instituição associada: | Instituto Politécnico de Bragança |
| Idioma: | inglês |
| Origem: | Biblioteca Digital do IPB |
| Resumo: | Este estudo apresenta uma análise numérica de vigas sólidas e alveolares através do software ANSYS e compara os seus resultados com os resultados obtidos através dos métodos simplificados do Eurocódigo 3 parte 1-1 e do guia SCI P385. Um novo método de cálculo (método 3) para as propriedades geométricas das vigas alveolares é abordado no estudo. A comparação entre os métodos analíticos e numérico tem como objetivo analisar o comportamento e a influência da nova constante de torção abordada nos valores do momento crítico para encurvadura lateral torsional (ELT) e no angulo de torção não uniforme da viga. O tipo de aço escolhido foi o S355 e os perfis do modelo de referência para as vigas solidas e alveolares foram o IPE 200 (RM1) e o HE 200 A (RM2). No total, 316 simulações numéricas foram realizadas, variando o comprimento da viga e os parâmetros geométricos da viga alveolar (diâmetro do furo, espaçamento entre os furos e altura da viga). Concluiu-se que na análise do momento critico para ELT dos RM1 e RM2, a nova constante de torção abordada pelo método 3 apresentou o melhor resultado entre todos os métodos abordados em todos os estudos de caso. Analisou-se também a influência da variação dos parâmetros geométricos utilizando esta nova constante no cálculo do método analítico. Quanto maior o diâmetro do furo, menor a diferença relativa entre a maioria dos casos baseados no perfil HE 200 A. Já nos casos baseados no perfil IPE 200, o valor médio do diâmetro do furo, apresentou uma menor diferença relativa. A variação do espaçamento entre os furos e a altura final da viga não provocou grandes diferenças relativas. Quanto maior o espaçamento entre os furos e a altura da viga, maior a diferença relativa entre a maioria dos casos. Em todos os casos das análises do ângulo de torção não uniforme, a nova constante de torção abordada apresentou a maior diferença relativa entre os métodos analítico e numérico. Esse comportamento pode ser devido a uma diferença no desenvolvimento do modelo numérico com o analítico, que pode ser observada também nos resultados dos casos de viga sólida. Essa diferença é reduzida através da normalização pelos resultados da viga sólida. A nova constante apresentou melhores resultados com uma menor diferença relativa apenas para a viga de L=1[m]. |
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