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Tipo do documento: Dissertação
Título: Avaliação de ligações aparafusadas de aço inoxidável submetidas ao corte
Título(s) alternativo(s): Evaluation of bolted connections of stainless steel subjected to shear force
Autor: Paula Sobrinho, Kelvin de 
Primeiro orientador: Silva, André Tenchini da
Primeiro coorientador: Rodrigues, Monique Cordeiro
Segundo coorientador: Henriques, José Alexandre Gouveia
Primeiro membro da banca: Vellasco, Pedro Colmar Gonçalves da Silva
Segundo membro da banca: Pires, Juliana da Cruz Vianna
Resumo: Houve um aumento significativo de pesquisas relacionadas ao uso do aço inoxidável na construção civil considerando análises experimentais e numéricas. Tal fato, está associado as propriedades que esse tipo de material pode proporcionar quando comparado com o aço carbono, tais como, elevada resistência à corrosão, durabilidade, resistência ao fogo, e ao seu grande valor estético. Outro fator que influencia o aumento de pesquisas nessa área diz respeito às normas e códigos vigentes, que de fato, são baseadas por premissas associadas ao aço carbono seguindo regras para o aço conformado a frio e utilizando fatores para reduzir sua elevada capacidade de deformação. O aço inoxidável possui um comportamento estrutural muito distinto. Sua curva tensão versus deformação é não linear desde baixos níveis de tensão e sem um patamar definido de tensão de escoamento. Além disso, para cada tipo de aço inoxidável pode se observar diferentes comportamentos, enquanto o aço carbono apresenta um trecho inicial quase linear elástico e com um patamar de escoamento bem definido, que separa de forma consistente a região elástica da região plástica. O propósito do presente trabalho é contribuir com análises experimentais e numéricas a fim de avaliar o desempenho de ligações aparafusadas submetidas ao corte. Os modelos de ligações avaliados são compostos por placas finas de aço inoxidáveis conectadas por um parafuso com um e dois planos de cortes. Comparações com normas e códigos vigentes foram realizadas, assim como, a utilização de métodos propostos por outros autores e pelo novo manual de dimensionamento de aço inoxidável. Nesse trabalho, também foi realizado um estudo sobre a influência dos efeitos curling e pulling into line na resistência última de ligações aparafusadas, que chegaram a alterar o modo de falha previsto pelos códigos e normas vigentes e reduzir a resistência última das ligações estudadas em até 36% e 25% para os aços austenítico e ferrítico, respectivamente. Como solução para atenuar essa redução, foi estudado a utilização de um reforço composto por placas enrijecidas que impediram o efeito curling para ligação com aço ferrítico e minimizaram a redução da carga última para o aço austenítico, chegando a se obter um acréscimo da resistência em até 17%.
Abstract: In the last few years, there was a significant increase in the number of researches related to the use of stainless steel in civil construction, considering both numerical and experimental analysis. This fact is associated with the excellent properties these materials can provide when compared to carbon steel, such as corrosion resistance, durability, fire resistance, and its great aesthetic value. Other factors that influenced the increase of research in this field are related to the current standards and design codes, which are based in analogies associated to carbon steel, following rules for cold formed steel, and using parameters to reduce stainless steel s high deformation capacity. The stainless steel has a very distinct structural behavior, its stress versus strain curve is non-linear from low stress levels and does not present a well-demarcated point of yielding stress, moreover each type of stainless steel presents different behaviors, while the carbon steel presents an initial stress-strain curve almost linear elastic, with a well-defined point of yielding stress that separates the elastic region from the plastic region. The purpose of this work is to contribute with experimental and numerical analysis, aiming to estimate the behavior of bolted connections submitted to tensile forces. The connection FE models evaluated are composed by stainless steel thin plates connected by a bolt with one or two cutting planes. Comparisons with current design codes were carried out, as well as the use of calculation methods proposed by other authors and the new stainless steel design manual. In this paper, a study was also performed to investigate the influence of curling and pulling into line effects in the ultimate strength of the bolted connections, these effects even modified the failure mode estimated by the current design codes and reduced the ultimate strength of the analyzed connections by 36% to 25% for austenitic and ferritic steels, respectively. As a solution to mitigate this reduction, it was studied the use of stiffness plates, that prevented the curling effect and minimized the reduction of the ultimate strength of ferritic steel connections, reaching a 17% increase of the ultimate strength.
Palavras-chave: Civil Engineering
Bolted connections
Stainless steel
Resistance of materials
Experimental tests
Numerical analysis
Curling effect
Pulling into line effect
Plate Bearing
Engenharia civil
Ligações parafusadas
Aço inoxidável
Resistência de materiais
Ensaios experimentais
Análise numérica
Efeito curling
Efeito pulling into line
Esmagamento da placa
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: PAULA SOBRINHO, Kelvin de. Avaliação de ligações aparafusadas de aço inoxidável submetidas ao corte. 2019. 122 f. Dissertação (Mestrado em Estruturas; Geotecnia; Construção Civil) - Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2019.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/11501
Data de defesa: 22-Fev-2019
Aparece nas coleções:Mestrado em Engenharia Civil

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