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Título: Proposição de formulação da rigidez rotacional de vigas mistas com perfil celular para determinação do momento crítico elástico à flambagem lateral com distorção.
Autor(es): Piassi, Allan Damm
Orientador: Calenzani, Adenilcia Fernanda Grobério
Coorientador: Menandro, Fernando César Meira
Data do documento: 5-Ago-2016
Editor: Universidade Federal do Espírito Santo
Resumo: As vigas mistas de aço e concreto contínuas e semicontínuas têm se mostrado uma opção interessante de racionalização e otimização de sistemas estruturais, uma vez que possuem uma melhor distribuição de momentos fletores. Adicionalmente, quan-do se utilizam perfis celulares de aço em vigas mistas os resultados em relação à economia podem ser ainda mais promissores. Entretanto, em vigas mistas contínuas ou semicontinuas, na região de momentos negativos próximos aos apoios internos, uma parte do perfil de aço está sujeita à compressão, o que pode ocasionar um es-tado limite de instabilidade global denominado flambagem lateral com distorção (FLD). A ABNT NBR 8800:2008 fornece um procedimento aproximado para verifica-ção desse estado limite pelo qual se obtém o momento crítico elástico a partir da rigidez rotacional das vigas mistas, porém esse procedimento se restringe às vigas mistas com perfis de aço de alma cheia. Neste trabalho, uma equação para o cálculo da rigidez rotacional da alma de perfis celulares foi deduzida analiticamente e verifi-cada por análise numéricas desenvolvidas no ANSYS, sendo possível comprovar a sua eficiência. Uma análise paramétrica foi implementada para avaliação da influên-cia dos parâmetros geométricos do perfil celular no valor da rigidez rotacional de sua alma. A formulação proposta para rigidez rotacional de vigas mistas com perfil celu-lar utiliza a equação deduzida neste trabalho para o cálculo da rigidez da alma e a equação da ABNT NBR 8800:2008 para o cálculo da rigidez rotacional da laje. O valor da rigidez rotacional fica determinado com base na expressão da rigidez de molas ligadas em série. Dessa forma, o cálculo do momento crítico à FLD, prescrito na ABNT NBR 8800:2008, é estendido a vigas mistas com perfil de aço celular em exemplos numéricos com as devidas modificações nas propriedades geométricas e na rigidez rotacional.
Continuous and semi-continuous steel and concrete composite beams have been presented as an interesting option for rationalization and optimization of structural systems, since they have better moment distribution. Additionally, when cellular steel profiles are used in composite beams the results with regard to economy can be more promising. At the hogging moment region, close to the supports, though, for continuous and semi-continuous composite beams, a portion of the steel profile is subject to compressive forces, what may cause a global instability limit state called lateral-torsional buckling (LTB). The Brazilian Standard ABNT NBR 8800:2008 provides an approximate procedure for the verification of this limit state with which the critical elastic moment can be obtained from the rotational stiffness of the composite beams, but this procedure is restricted to composite beams with full web profiles. In this work, an equation was analytically deduced for the computation of the rotational stiffness of the cellular profile web and subsequently verified through numerical simulations carried out using ANSYS. This showed the efficiency of the developed equation. A parametric analysis was implemented for the evaluation of the influence of the cellular profile geometric parameters at the computed value of the rotational stiffness of its web. The proposed formulation for rotational stiffness of cellular profile composite beams utilizes the equation deduced for this research in the computation of the web stiffness and the equation from ABNT NBR 8800:2008 in the computation of the rotational stiffness of the slab. From this, the value of the rotational stiffness is determined based on the expression of the stiffness of springs serially connected. Finally, the critical moment for LTB computation, prescribed by ABNT NBR 8800:2008, is extended to cellular steel profile composite beams in numerical examples with the necessary modifications in the geometric properties and in the rotational stiffness.
URI: http://repositorio.ufes.br/handle/10/9465
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