Análise numérica de ligações viga-pilar com dupla cantoneira e com chapa de topo estendida em estruturas de aço
Resumo
Este trabalho apresenta uma análise numérica de dois tipos de ligações viga-pilar em estruturas de aço, as ligações com dupla cantoneira e as ligações com chapa de topo estendida, a fim de avaliar seu comportamento quando submetidas à flexão simples. Sabe-se que o comportamento real de uma ligação em estrutura de aço não é exatamente aquele definido nos modelos idealizados, como perfeitamente rígido ou perfeitamente flexível, apresentando comportamento intermediário aos anteriores e denominado de semirrígido. Dessa forma, as referidas ligações foram escolhidas por representarem as idealizações opostas em projetos estruturais, sendo a ligação com dupla cantoneira usualmente considerada como perfeitamente flexível (articulada), apesar de possuir certa rigidez rotacional que a classificaria como semirrígida, e a ligação com chapa de topo estendida, usualmente adotada como perfeitamente rígida, podendo não possuir rigidez rotacional suficiente, dependendo da sua geometria, que a classificaria como semirrígida. A análise numérica foi realizada no programa ANSYS®, desenvolvido com base no Método dos Elementos Finitos, onde as condições de contorno, o comprimento da viga, as propriedades dos materiais e a forma de protensão nos parafusos foram alteradas para observar a variação no comportamento da ligação. Com a finalidade de obter resultados mais próximos do comportamento real, os modelos numéricos utilizaram elementos volumétricos, considerando as não-linearidades física e geométrica, contato entre os materiais e a protensão dos parafusos. Os deslocamentos na extremidade da viga e a curva momento-rotação obtidos numericamente foram comparados com resultados experimentais presentes na literatura e modelos analíticos. Observou-se que a dimensão do balanço da viga e a forma de protensão nos parafusos, seja por variação de temperatura ou utilizando o elemento de protensão do programa, não modificaram o comportamento da ligação. Além disso, apesar de algumas diferenças, os modelos numéricos apresentaram comportamentos similares aos resultados experimentais presentes na literatura, demonstrando o potencial da análise numérica com base no Método dos Elementos Finitos para obter o comportamento das ligações.
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