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http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/11485
Tipo do documento: | Dissertação |
Título: | Análise numérica de colunas compostas em aço inoxidável submetidas à compressão |
Título(s) alternativo(s): | Numerical analysis of built-up columns in a stainless steel subjected to compression |
Autor: | Machado, Amanda de Sousa |
Primeiro orientador: | Silva, André Tenchini da |
Primeiro coorientador: | Rodrigues, Monique Cordeiro |
Primeiro membro da banca: | Lima, Luciano Rodrigues Ornelas de |
Segundo membro da banca: | Araújo, Ricardo Rodrigues de |
Resumo: | A utilização do aço inoxidável na construção civil é crescente principalmente devido ao maior potencial de resistência e durabilidade deste material. Assim como a utilização de estruturas em aço inoxidável, a implantação de estruturas mais leves, como é o caso da aplicação de colunas compostas, se apresenta também como boa alternativa na busca de soluções mais competitivas. As atuais normas internacionais de projeto de aço inoxidável disponíveis foram desenvolvidas em grande parte de acordo com as diretrizes baseadas no aço carbono, levando a resultados conservadores e economicamente desvantajosos, por não considerarem o acréscimo de carga que o aço inoxidável pode alcançar. Os métodos de cálculo empregados no dimensionamento de elementos compostos apresentam resultados distantes da sua capacidade. Até então, os estudos têm sido focados em colunas de aço carbono. Desse modo, visando agregar informações a estas pesquisas, além da análise de colunas compostas em aço carbono, esse trabalho analisa o comportamento estrutural de colunas compostas em aço inoxidável, estudando os aços austeníticos, ferríticos e duplex. Foram investigadas colunas compostas, com conexão por chapas igualmente espaçadas e seções transversais formadas a partir de perfis U não enrijecidos. Modelos numéricos foram desenvolvidos no programa Abaqus, baseado no método dos elementos finitos, a fim de determinar a resistência destes elementos. O modelo foi calibrado baseado em ensaios experimentais. Verificou-se que os aços duplex e ferrítico apresentaram resistência mais elevada, enquanto o aço austenítico apresentou resistência similar ao aço carbono. Com base nos resultados alcançados, constatou-se a boa concordância entre os resultados numéricos e teóricos baseados no código europeu, para as colunas analisadas em aço carbono e aço austenítico, enquanto para os aços ferrítico e duplex os resultados apresentaram maiores distinções. |
Abstract: | The use of stainless steel in civil construction is growing mainly due to the greater potential of strength and durability of this material. As well as the use of stainless steel structures, the implementation of lighter structures, such as the application of built-up columns, is also a good alternative in the search for more competitive solutions. The current international standards for stainless steel design available have been developed largely in accordance with the guidelines based on carbon steel, leading to conservative and economically disadvantageous results because they do not consider the added load that stainless steel can achieve. The calculation methods employed in the design of built-up elements present results that are far from their capacity. Until then, studies have been focused on carbon steel columns. Thus, in order to add information to these surveys, besides the analysis of built-up columns in carbon steel, this work analyzes the structural behavior of built-up columns in stainless steel, studying the austenitic, ferritic and duplex steels. The built-up columns investigated, were of type battened, with cross sections formed from non-stiffened U section. Numerical models were developed in the Abaqus program, based on the finite element method, in order to determine the resistance of these elements. The model was calibrated based on experimental tests. It was verified that the duplex and ferritic steels presented higher resistance, while the austenitic steel presented resistance similar to carbon steel. On the basis of the results obtained, a good agreement was found between the numerical and theoretical results based on the Eurocode for the columns analyzed in carbon steel and austenitic steel, while for ferritic and duplex steels the results presented the most distinction. |
Palavras-chave: | Civil Engineering Metal columns Numerical analysis Built-up columns Stainless steel Double U section Numerical modeling Finite elements Engenharia civil Colunas metálicas Análise numérica Colunas compostas Aço inoxidável Seção duplo U Modelagem numérica Elementos finitos |
Área(s) do CNPq: | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL |
Idioma: | por |
País: | BR |
Instituição: | Universidade do Estado do Rio de Janeiro |
Sigla da instituição: | UERJ |
Departamento: | Centro de Tecnologia e Ciências::Faculdade de Engenharia |
Programa: | Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil |
Citação: | MACHADO, Amanda de Sousa. Análise numérica de colunas compostas em aço inoxidável submetidas à compressão. 2018. 148 f. Dissertação (Mestrado em Estruturas; Geotecnia; Construção Civil) - Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2018. |
Tipo de acesso: | Acesso Aberto |
URI: | http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/11485 |
Data de defesa: | 6-Set-2018 |
Aparece nas coleções: | Mestrado em Engenharia Civil |
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