DECIV - Departamento de Engenharia Civil
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Item Análise teórico-experimental da estabilidade de colunas perfuradas em perfis de aço formados a frio de seções tipo rack.(2013) Souza, Flávio Teixeira de; Sarmanho, Arlene Maria CunhaOs perfis formados a frio têm sua utilização crescente devido às suas características, principalmente economia e versatilidade. Uma de suas aplicações é a construção de sistemas de armazenagem, os racks, em que as colunas constituem-se de perfis formados a frio com seção característica e perfurações ao longo de seu comprimento que visam facilitar a montagem. As seções utilizadas estão sujeitas aos modos local, distorcional e global. A influência das perfurações na ocorrência destes modos ainda não é inteiramente conhecida. O objetivo deste trabalho é contribuir para o entendimento deste fenômeno com a realização de análise teórico experimental para avaliação da ocorrência dos modos de flambagem em perfis perfurados e a possível interação entre eles. A Teoria Generalizada de Vigas (GBT) e o Método dos Elementos Finitos foram utilizados na definição da geometria de uma série de protótipos com e sem perfurações sujeitos à ocorrência dos modos de local, distorcional e global, de forma isolada ou em interação. Estes protótipos foram ensaiados, e os resultados experimentais foram utilizados para a validação de um procedimento via elementos finitos de análise não linear de perfis formados a frio. A comparação entre resultados numéricos e experimentais demonstrou a validade do uso de Método dos Elementos Finitos, com dispersão máxima de 5,3%. A análise da estabilidade da seção por meio do Método dos Elementos Finitos foi utilizado no Método da Resistência Direta para a avaliação de sua eficiência na previsão da resistência dos perfis formados a frio do tipo rack com e sem perfurações. Foi considerada a ocorrência dos modos isolados e em interação. A consideração dos modos de forma isolada levou a uma dispersão máxima em relação aos resultados experimentais de 22,1% com a consideração da área bruta e 19% com a consideração da área líquida. A consideração dos modos em interação levou a dispersões de 30,5% e 32,4% considerando-se a área bruta e a área líquida, respectivamente. Porém, quando se aprofunda a análise da estabilidade da seção e são excluídos os modos que não estão presentes nos comprimentos das colunas consideradas, o Método da Resistência Direta com a consideração da interação entre os modos leva a dispersões máximas de 11,4% e 13,8% considerando-se a área bruta e a área líquida, respectivamente, o que indica a viabilidade de sua aplicação para colunas com perfurações.Item Análise teórico-experimental de sistemas aporticados com elementos perfurados em perfis formados a frio - Racks.(Programa de Pós Graduação em Engenharia Civil. Departamento de Engenharia Civil, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto., 2005) Souza, Flávio Teixeira de; Sarmanho, Arlene Maria CunhaOs sistemas de armazenagem industrial são amplamente utilizados em depósitos, uma vez que permitem o melhor aproveitamento do espaço e permitem fácil acesso às cargas armazenadas. Os sistemas são constituídos com perfis formados a frio, estando então sujeitos aos fenômenos de instabilidade característicos de seções de paredes esbeltas e deste tipo de estrutura. Além disto, as colunas possuem perfurações ao longo do comprimento que visam a montagem através de ligações encaixadas e/ou parafusadas que influenciam no seu comportamento. Existem diversos tipos de sistemas, que variam em função do tipo de carga armazenada. Entre eles tem-se o sistema drive-in, que se caracteriza por alta densidade de armazenagem, proporcionada pela ausência de vigas transversais. Isto faz com que sua estabilidade nesta direção seja obtida através da fixação da base e da ligação das colunas com a viga longarina existente no topo da estrutura. As recomendações de normas existentes não prevêem a avaliação do sistema drive-in. Neste trabalho foi realizado um estudo teórico-experimental do sistema drive-in, com uma análise de seu comportamento global e com a avaliação da interação entre seus diversos componentes. Os resultados experimentais são comparados com resultados numéricos, que consideram parâmetros como a influência da fixação da base e a rigidez das ligações entre a longarina e a coluna e entre o braço e a coluna.Item Análise via elementos finitos do comportamento de placas de base de sistemas de armazenagem industrial (racks).(2010) Souza, Flávio Teixeira de; Freitas, Marcílio Sousa da Rocha; Sarmanho, Arlene Maria CunhaOs sistemas de armazenagem industrial são estruturas metálicas de elevada esbeltez, contruídas com perfis formados a frio e utilizados em depósitos com o fim de otimizar a utilização do espaço, uma vez que permitem a vertilização dos estoques. Caracterizam-se por apresentar custo relativamente baixo, porém, devido à esbeltez de seus componentes, são sujeitos a fenômenos de instabilidade que não acontecem em estruturas mais compactas, como as construídas em perfis laminados e soldados. Assim, a estabilidade destas estruturas é obtida a partir da interação entre os seus diversos componentes. Um dos elementos mais importantes é a placa de base, que provê fixação ao piso e também estabilidade lateral à estrutura. Por isto, a verificação do comportamento deste componente e ainda o determinação da rigidez que ele transmite ao sistema é fundamental para que se obtenha um dimensionamento racional dos racks. Este trabalho apresenta a avaliação da placa através de análises via elementos finitos desenvolvida no software ANSYS. Esta análise torna-se intressante devido à necessidade de simular a interação entre a placa de base, a coluna e o piso, o que demanda a utilização de elementos de casca e de contato no modelo. Devido ainda ao surgimento de grandes deslocamentos, técnicas especiais de soluçõa são utilizadas para que se possa avaliar a trajetória de equilíbrio e a rigidez da placa de base. esta rigidez é então introduzida em um modelo numérico so sistema de armazenagem, elaborado a dados experimentais. Esta comparação valida os modelos desenvolvidos, e permite a avaliação da real influência da placa de base na estabilidade global dos sistemas de armazenagem industrial.Item Análise teórico-experimental de elementos formados a frio perfurados submetidos à compressão.(2004) Sarmanho, Arlene Maria Cunha; Freitas, Marcílio Sousa da Rocha; Souza, Flávio Teixeira deSistemas de armazenagem industrial são amplamente utilizados em todo o mundo, pois aliam praticidade e economia. Eles possuem diversas particularidades estruturais, entre elas a existência de perfurações ao longo da altura das colunas, para encaixe de outros elementos, o que dificulta a previsão de sua resistência, devendo esta ser feita, segundo associações de fabricantes, por meio de ensaios. Esse trabalho apresenta a utilização da simulação via elementos finitos para previsão da resistência dessas colunas e nele também são apresentadas alternativas aos ensaios experimentais.