ESTABILIDADE E DIMENSIONAMENTO AVANÇADO DE SUB-ESTRUTURAS EM AÇO
Estabilidade Estrutural. Formulação Geral. Eurocode 3. Método dos Elementos Finitos. Travessas Metálicas.
A utilização do aço possibilita a construção de pórticos, amplamente empregados em sistemas de galpões, de consideráveis dimensões e peso reduzido, assegurando a integridade estrutural. Tipicamente, a geometria dos galpões é composta por pilares retos e vigas inclinadas, podendo apresentar seções transversais uniformes ou não uniformes. Os pórticos industriais de aço são particularmente suscetíveis aos fenômenos de instabilidade, devido à alta esbeltez dos perfis. A estabilidade é um critério fundamental de dimensionamento, contudo, as verificações são geralmente simplificadas, não considerando os efeitos de segunda ordem, onde a estabilidade dos elementos é avaliada de forma isolada e para elementos uniformes, com condições de carregamento e apoio simples. Na prática, tais condições nem sempre são encontradas, e a simplificação desses aspectos pode resultar em projetos menos precisos. A norma europeia, Eurocode 3, prevê três tipos de dimensionamento, abordando condições simplificadas de carregamento, apoio e seções uniformes. Para casos não contemplados, é utilizado o Método Geral baseado em análises numéricas avançadas que consideram os efeitos de segunda ordem (imperfeições geométricas iniciais, tensão residual e plasticidade do material), porém sua aplicação tende a ser complexa. Considerando este contexto, Tankova et al. (2018) desenvolveram e validaram uma formulação, denominada Formulação Geral (FG), fundamentada na equação de Ayrton-Perry, para análise de estabilidade de colunas, vigas e vigas-coluna com geometria variável, aplicável a diversas condições de contorno. No entanto, essa formulação se restringe a elementos lineares sem mudança de direção em relação aos eixos principais de inércia. Este trabalho propõe aprimorar o modelo analítico da FG a fim de incorporar a possibilidade de mudança de direção, característica comum nas vigas inclinadas dos galpões metálicos, buscando validar sua aplicabilidade por meio de análises numéricas realizadas com o auxílio do software ABAQUS (versão 6.21). Além disso, almeja-se investigar a precisão do Método Geral do Eurocode 3 e compará-lo com as prescrições da norma brasileira ABNT NBR 8800:2008. Ao término da pesquisa, pretende-se contribuir para futuras revisões dessas normas, facilitando e promovendo a aplicação da FG entre os profissionais de engenharia.