Browsing by Author "Nunes, Gabriel Vieira"
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Item Análise da aplicação do método da resistência direta a perfis formados a frio com perfurações submetidos à compressão.(2017) Sales, Amaury Eloy Carvalho Araújo; Souza, Flávio Teixeira de; Souza, Flávio Teixeira de; Sarmanho, Arlene Maria Cunha; Martins, Jaime Florêncio; Nunes, Gabriel VieiraOs perfis de aço formados a frio são amplamente utilizados na construção civil devido à facilidade na conformação das chapas, ao grande número de fornecedores e à variedades das seções transversais ofertadas. As seções rack utilizadas nas colunas dos sistemas de armazenagem industrial possuem perfurações para instalações de vigas e contraventamentos que modificam o comportamento e a resistência da estrutura dificultando o dimensionamento, uma vez que os métodos de dimensionamento previstos na norma brasileira não consideram as perfurações. O objetivo deste trabalho é utilizar um modelo numérico para determinar a força axial de compressão resistente de uma coluna constituída por perfis formados a frio com perfurações e, avaliar a viabilidade da adaptação dos procedimentos normativos para a determinação da força axial de compressão resistente sob o aspecto da flambagem distorcional. O trabalho visa contribuir na adaptação do método da resistência direta, previsto no anexo C da NBR 14762:2010, para perfis com perfurações. Para isto, realizou-se estudo numérico em elementos finitos através do programa ANSYS em colunas sem perfurações submetidas à compressão centrada. Os resultados foram comparados às prescrições normativas segundo o Método da Resistência Direta para validação do modelo. Em seguida, o modelo numérico validado foi utilizado para a avaliação das adaptações do Método da Resistência Direta para colunas com perfurações. Três opções de adaptação foram consideradas, duas propostas de um trabalho anterior e uma proposta neste trabalho. A análise das três situações indicou a viabilidade da adaptação do método da resistência direta para o dimensionamento de perfis com perfurações.Item Análise experimental da utilização de concreto ensacado como reforço em perfis tubulares de aço.(2019) Silva, Matheus de Souza e; Souza, Flávio Teixeira de; Sarmanho, Arlene Maria Cunha; Souza, Flávio Teixeira de; Sarmanho, Arlene Maria Cunha; Alves, Vinicius Nicchio; Nunes, Gabriel Vieira; Russo, Mário Luís CabelloCom o crescimento da construção civil, faz-se necessária a elaboração de materiais industrializados, a fim de minimizar os custos e reduzir os desperdícios, aumentando a produtividade e a confiabilidade do produto. O concreto ensacado é uma mistura feita em laboratório, seguindo ensaios rigorosos parametrizados pelas normas da ABNT, gerando um produto de maior confiabilidade. Vem como alternativa para canteiro de obras mais limpo, evitando assim perdas de material, erros no traço, baixa resistência à compressão e os demais problemas enfrentados no concreto moldado “in loco”. O aço vem ganhando espaço no mercado brasileiro devido às inúmeras vantagens apresentadas, tais como a execução rápida, leveza do material e redução de desperdícios. Este trabalho busca associar o concreto ensacado ao aço, tendo o foco em perfil tubular, de modo a verificar o aumento na resistência de um protótipo misto aço/concreto. Para isso foram ensaiados 12 corpos de provas, sendo feita a associação de 9 protótipos constituídos pelo tubo SAE 1020 com 300 mm de comprimento, sendo pilar curto para eliminar a flambagem global, 100 mm de diâmetro e espessura 2 mm associado ao concreto ensacado com resistência mínima de 20 MPa, e 3 protótipos não preenchidos de concreto. Os perfis mistos passaram por ensaio de compressão para avaliar a respectiva resistência, sendo a carga aplicada apenas no aço para todos os corpos de prova. Foram elaborados corpos de prova simples e corpos de prova com parafusos que funcionam como conectores de reforço, para avaliar a influência destes, no comportamento e resistência dos protótipos. Foi observado que os conectores aumentaram a resistência dos protótipos. A comparação entre resultados experimentais e prescrições normativas indicaram que a inclusão dos conectores melhorou a aderência, o que justifica o ganho de resistência do protótipo.Item Análise numérica de ligações parafusadas semirrígidas em perfis formados a frio.(2018) Castro, Emerson Cardoso de; Souza, Flávio Teixeira de; Sarmanho, Arlene Maria Cunha; Souza, Flávio Teixeira de; Sarmanho, Arlene Maria Cunha; Alves, Vinicius Nicchio; Nunes, Gabriel VieiraAs ligações têm um papel importante no desempenho estrutural, elas promovem a união entre partes na estrutura e são capazes de transmitir esforços (como momento fletor, esforços cisalhante e normal) entre os vários elementos estruturais. Assim as ligações idealizadas, rígidas ou flexíveis, apresentam respostas estruturais diferentes dos resultados obtidos através da condição real, em que as ligações transmitem momentos ou são submetidas a algum tipo de rotulação, caracterizando assim ligações com rigidezes intermediárias. Com intuito de estudar o comportamento de uma tipologia de ligação semirrígida utilizada para conectar uma coluna em seção tipo “I” a vigas de seção tipo “caixa”, esta pesquisa estendeu ao estudo realizado através de ensaios experimentais, para avaliar o comportamento da ligação viga-coluna semirrígida através de análise numérica por meio do programa ANSYS. Foram analisados nessa pesquisa dois protótipos, um sem enrijecedores de coluna e outro com enrijecedores de coluna. A modelagem se deu no âmbito tridimensional através da reprodução via programa, do ensaio experimental. Para melhor previsão do comportamento da ligação, foram inseridas ao modelo a não linearidade física e geométrica. Foram obtidas as curvas forçadeslocamento e a evolução das tensões de von Mises para os diferentes componentes dos protótipos. Os resultados indicaram a viabilidade da análise numérica para ligação proposta.Item Análise numérica de ligações tipo T com perfis tubulares.(2019) Guerra, Messias Júnio Lopes; Nunes, Gabriel Vieira; Sarmanho, Arlene Maria Cunha; Pereira, Daniel José Rocha; Neiva, Luiz Henrique de AlmeidaNeste trabalho é apresentada uma análise paramétrica de ligações soldadas do tipo T formadas por perfis estruturais de aço sem costura, com seção transversal retangular no banzo e circular no montante. Um modelo numérico foi calibrado com resultados experimentais e após a calibração foi feito um estudo paramétrico variando os parâmetros (relação entre o diâmetro do montante e largura da face banzo conectado) e 2 (relação entre a largura e a espessura da face do banzo). Os resultados dos modelos numéricos, obtidos pelo critério de deformação limite, foram comparados com as prescrições mais recentes da ABNT NBR 16239 (2013) e da ISO 14346 (2013).Item Análise numérica de ligações tipo “T” com perfis tubulares de paredes esbeltas.(2017) Guerra, Messias Júnio Lopes; Sarmanho, Arlene Maria Cunha; Nunes, Gabriel Vieira; Pereira, Daniel José Rocha; Silva Neto, João Batista daNeste trabalho é apresentada uma análise teórica e numérica de ligações soldadas do tipo “T” formadas por perfis tubulares de aço de seções esbeltas, com seção transversal retangular no banzo e circular no montante. Os estudos avaliam o comportamento, os modos de falha e a carga última da ligação. Foi analisada a influência dos parâmetros 2 (razão entre a largura e a espessura do banzo) e (razão entre o diâmetro do montante e a largura banzo). Os modelos numéricos em elementos finitos e os resultados foram comparados com as prescrições normativas recentes, utilizando o critério de deformação limite para determinação da carga última para o modo de falha de plastificação da parede superior do banzo.Item Análise numérica do comportamento de perfis formados a frio com perfurações enrijecidas.(2022) Nicolau, Igor Amaral Neves de; Souza, Flávio Teixeira de; Sarmanho, Arlene Maria Cunha; Souza, Flávio Teixeira de; Sarmanho, Arlene Maria Cunha; Paula, Geraldo Donizetti de; Nunes, Gabriel VieiraO uso dos Perfis Formados a Frio (PFF) é bastante amplo, podendo ser utilizado na indústria automobilística e aeronáutica, na construção civil, em sistemas de armazenagem, etc. Os furos podem estar presentes nos elementos estruturais com o intuito de compatibilização com os projetos de instalações prediais ou para encaixes das ligações nos sistemas de armazenagem. Os estudos apontam que furos nas barras ocasionam diminuição da capacidade de carga assim como influencia os modos de flambagem. Com o objetivo de minimizar a queda de resistência das barras com furos, a indústria vem desenvolvendo uma nova geração de barras de Perfis Formados a Frio com furos com bordas enrijecidas. Os estudos apontam para um aumento da capacidade de carga, podendo restaurar ou até mesmo superar os níveis apresentados em Perfis Formados a Frio sem furos. O estudo de Perfis Formados a Frio com furos enrijecidos nas bordas é importante visto que as diversas normas como ABNT NBR 14762:2010 (ABNT, 2010), AISI S100-16, 2016 (AISI, 2016) e AS/NZS 4600:2018 (AS/NZS, 2018) que tratam dos Perfis Formados a Frio ainda não fornecem uma orientação direta sobre colunas com furos enrijecidos nas bordas. Neste trabalho, um modelo numérico baseado no Método dos Elementos Finitos e implementado por meio do software ANSYS foi usado para avaliar o valor característico da força axial de compressão resistente, associado à flambagem local e distorcional, de forma isolada. O modelo numérico proposto foi validado por comparação com resultados experimentais presentes na literatura. A Teoria Generalizada de Vigas (GBT) auxiliou na escolha das seções transversais e comprimento da coluna no modelo de elementos finitos. A partir das seções selecionadas foi realizado um conjunto de 300 simulações com o modelo numérico proposto validado, avaliando dois modos de flambagem: local e distorcional e três aços com tensões de escoamento diferentes: CF-30, ZAR 250 e ZAR 400. Foram avaliados perfis sem furo (SF), perfis com um furo não enrijecido (FNE) e perfis com um furo enrijecido (FE). Foram adotados três diâmetros para o furo e adotados dois comprimentos do enrijecedor da borda do furo. Os resultados indicaram que os furos enrijecidos podem aumentar a capacidade resistente e reduzir tensões e deslocamentos em relação aos perfis com furos não enrijecidos e mesmo aos perfis formados a frio sem perfurações.Item Análise numérica paramétrica de ligações do tipo "T" com carga no banzo.(2020) Silva Neto, João Batista da; Sarmanho, Arlene Maria Cunha; Nunes, Gabriel Vieira; Sarmanho, Arlene Maria Cunha; Nunes, Gabriel Vieira; Alves, Vinicius Nicchio; Lima, Luciano Rodrigues Ornelas deAs diversas aplicabilidades do aço e seu grande uso tornaram este material economicamente e tecnicamente viável na indústria da construção civil. Dentre suas vantagens destaca-se a elevada resistência mecânica, a facilidade de montagem e a relação custo-benefício. Desta forma, neste trabalho, realizou-se um estudo sobre ligações tubulares do tipo “T”, muito presente em estruturas treliçadas de coberturas e passarelas. As ligações estudadas são formadas por uma combinação de um montante circular, sujeito a um carregamento de compressão, e um banzo retangular, carregado axialmente com esforços de tração ou compressão. Visando uma adequação das equações normativas de dimensionamento das ligações, realizou-se uma análise numérica paramétrica a partir da construção e validação de modelos tridimensionais desenvolvidos em um programa de elementos finitos. A partir de um conjunto de dados, curvas e superfícies de regressão permitiram a proposição de novas equações para o fator de redução de capacidade resistente das ligações devido à carga aplicada no banzo. Os valores da capacidade resistente obtidos numericamente foram comparados com os calculados por meio das equações analíticas recomendadas pelas atuais normas de projeto e também com as equações propostas. Na compressão percebeu-se uma divergência maior dos valores utilizando-se as equações normativas do que a equação proposta, enquanto que, na tração, não houve diferença significativa entre os resultados encontrados pelas equações. Além disso, para os modelos não contemplados pelas prescrições normativas, as equações propostas demonstraram boa correlação e pouca dispersão.Item Análise numérica paramétrica de ligações tipo “T”, “K” e “KT” compostas por perfis tubulares de seção retangular e circular.(Programa de Pós Graduação em Engenharia Civil. Departamento de Engenharia Civil, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto., 2012) Nunes, Gabriel Vieira; Sarmanho, Arlene Maria CunhaNeste trabalho é apresentado um estudo numérico de ligações soldadas do tipo “T”, “K” com afastamento e “KT” com afastamento, formadas por perfis tubulares estruturais de aço sem costura, com seção transversal retangular no banzo e circular no montante e nas diagonais. Foram desenvolvidos modelos numéricos sendo realizado um estudo de refinamento de malha e de condições de contorno visando a definição do modelo mais eficiente para as análises. Os modelos numéricos foram calibrados com resultados experimentais obtidos em estudos anteriores realizados no Laboratório de Estruturas “Prof. Altamiro Tibiriçá Dias” do Departamento de Engenharia Civil da Escola de Minas da Universidade Federal de Ouro Preto. Após a calibração foi feito um estudo paramétrico variando os parâmetros (relação entre o diâmetro do montante/diagonal e largura da face banzo conectado), 2 (relação entre a largura e a espessura da face do banzo). Também foi realizado um estudo da influência de carregamento no banzo. Os resultados dos modelos numéricos, obtidos pelo método da deformação limite, foram comparados com as prescrições mais recentes do CIDECT (Comité international pour le développement et l'etude de la construction tubulaire) e com o projeto da norma brasileira de tubos (PN:2011). No estudo numérico foi feito uma avaliação de refinamento de malha que possibilitou gerar modelos com número adequado de elementos e baixo custo computacional, e também foi avaliada a influência das condições de contorno nos resultados do modelo. Na calibração, os modelos numéricos tiveram uma ótima correlação quando comparados com os modelos experimentais, validando o estudo paramétrico das ligações. O modo de falha dominante para todos os modelos foi a plastificação da face superior do banzo. No geral houve boa correlação e mesmo comportamento dos modelos numéricos e as prescrições das normas estudadas tanto no estudo sem carga no banzo quanto no estudo com carga no banzo.Item Análise paramétrica de ligações tipo “T” compostas por perfis tubulares de paredes esbeltas.(2018) Pereira, Daniel José Rocha; Sarmanho, Arlene Maria Cunha; Nunes, Gabriel Vieira; Lima, Luciano Rodrigues Ornelas de; Sarmanho, Arlene Maria CunhaPerfis tubulares de aço são muito utilizados na construção civil, podendo compor estruturas que oferecem grande resistência. Apesar das vantagens geométricas que tais perfis possuem, as prescrições de norma internacionais e nacionais não preveem a utilização de ligações entre perfis tubulares de maior esbeltez. Na busca de maior entendimento sobre esses perfis, neste trabalho foram analisados perfis tubulares com alta esbeltez por meio do comportamento de ligações do tipo “T” compostas por banzos de paredes esbeltas e montantes submetidos a carregamento axial de compressão. O estudo da ligação foi feito através de análise experimental e numérica, além da comparação com o que é atualmente previsto pelas prescrições normativas. Foram realizados três ensaios, com protótipos contendo diferentes tamanhos de cordão de solda para possibilitar a avaliação da influência da mesma no comportamento da ligação. Os ensaios foram realizados no Laboratório de Estruturas “Prof. Altamiro Tibiriçá Dias”, em uma prensa servo-hidráulica com controle de deslocamentos, sendo observado nos resultados, a influência do tamanho de cordão de solda na capacidade resistente da ligação. O estudo numérico foi feito via software comercial que utiliza elementos finitos (ANSYS), sendo seus resultados comparados aos experimentais. Os modelos apresentaram boa correlação com os dados dos experimentos, possibilitando a confiabilidade para desenvolvimento de uma análise paramétrica. No estudo paramétrico, através da variação do diâmetro do montante e da espessura do banzo, pôde-se observar que perfis com menores espessuras apresentaram maior dispersão de resultados em relação às equações teóricas, e que o critério de servicibilidade era dominante nesses casos.Item Análise teórica-experimental de ligações com perfis metálicos tubulares (retangulares e circulares) considerando o efeito do carregamento do banzo.(2017) Nunes, Gabriel Vieira; Sarmanho, Arlene Maria Cunha; Sarmanho, Arlene Maria Cunha; Gesualdo, Francisco Antônio Romero; Lima, Luciano Rodrigues Ornelas de; Mazon, Ana Amélia; Martins, Joel DonizeteEste trabalho apresenta um estudo experimental, teórico e numérico de ligações tubulares de sistemas treliçados do tipo “T” compostas por perfis tubulares retangulares no banzo e perfis tubulares circulares no montante. As análises foram realizadas considerando carregamento axial de compressão no montante e de tração ou compressão no banzo. Com o carregamento no banzo foi possível avaliar sua influência na capacidade resistente da ligação. Foram realizados 23 ensaios sendo divididos em três séries distintas segundo os parâmetros geométricos e 2. As séries contemplam ensaios com sete níveis diferentes de carregamento, sendo três níveis de carregamento de compressão, três de tração e sem carregamento no banzo. Os resultados experimentais indicaram a eficiência do aparato de ensaio desenvolvido e o modo de falha de plastificação no banzo (Modo A). O deslocamento relativo da face do banzo foi medido experimentalmente e seus valores utilizados para determinação da força resistente da ligação segundo o critério de deformação limite. Foi desenvolvido modelo numérico em elementos finitos utilizando o programa Ansys. O elemento utilizado foi de casca e os resultados foram comparados com os resultados experimentais. O modelo numérico foi calibrado com os testes experimentais para cada protótipo e diferentes condições de carregamento. Os resultados indicam uma boa correlação que permite o seu uso para determinar a resistência das ligações. Os resultados numéricos e experimentais foram comparados às prescrições da NBR 16239: 2013 e ISO 14346: 2013. Os resultados indicaram boa correlação quando não há carregamento no banzo. Por outro lado, com força de compressão ou tração, não houve boa correlação. Observou-se uma redução na resistência das ligações associada à compressão axial no banzo. No entanto, um aumento na resistência das ligações foi verificado para os testes em que carregamento de tração foi aplicado no banzo. Foram propostas novas equações para compressão e tração no banzo. Os resultados obtidos mostraram boa correlação das equações propostas quando comparadas com resultados experimentais e numéricos.Item Cold formed steel semi rigid joints.(2018) Silva, Adriano Toledo da; Sarmanho, Arlene Maria Cunha; Nunes, Gabriel Vieira; Pereira, Daniel José Rocha; Neiva, Luiz Henrique de AlmeidaThis article presents a theoretical and numerical study of an innovative joint using cold-formed steel sections. The motivation for the study of this connection is the ease of manufacturing and assembly that it provides. The profiles are made of coldformed lipped channel sections, which are welded to form closed built-up sections on the columns and open built-up lipped sections to the beams. The beams use endplates connected by bolts (threaded bars) to the columns. The study evaluates the connection’s initial stiffness of 19 models, where the following parameters were varied: the thickness of the profiles and endplates, the height of the column sections and the diameter of the bolts. A theoretical and a numerical study were developed: the numerical study was performed using finite elements through the commercial software ANSYS, whereas the theoretical study was made based on the component method, prescribed by Eurocode 3, that does not include the design of the connection analyzed herein. Thus, aiming to enable the design of joints composed of cold-formed lipped channel sections, the analysis results were compared and an adjustment coefficient, proportional to the slenderness of the column’s plates, was proposed. The coefficient was introduced to the stiffness component that represents the column web in compression in the mechanical model. The ratio between the coefficients’ numerical and theoretical values presented a maximum variation of 11%, which was considered satisfactory.Item Effect of chord length on CHS-RHS T-joints with slender sections.(2021) Pereira, Daniel José Rocha; Guerra, Messias Júnio Lopes; Sarmanho, Arlene Maria Cunha; Silva Neto, João Batista da; Nunes, Gabriel Vieira; Alves, Vinícius NicchioThe chord length is an essential geometric property that must be defined in the analysis of isolated joints composed of hollow steel sections, as well as the boundary conditions of the test. The analysis of these parameters’ effect on the behavior of joints has been addressed by other studies, mostly with joints between circular hollow sec- tions with compact or semi-compact cross-sections. Recent research about tubular joints has addressed cases with slender sections, where the design of joints containing these sections is still in development. In this context, this study aimed to evaluate the effect of the chord length in the behavior of T-joints between circular hollow section braces and slender rectangular hollow section chords through experimental tests and a numerical study considering the application of axial compression at the braces. The joint behavior was examined through the load-strain and load-deformation curves and the von Mises stress distribution, which allowed the failure mode's determination and the joint resistance value. Chord face failure was observed in the prototypes. It was concluded that a minimum chord length of 0.6m would be the adequate value for the study of the T-joints containing the geometric properties used in this study, which would be equivalent to a chord length five times higher than the width of the cross- section (5b0).Item Effect of fillet welds on T-joints with thin-walled chords.(2018) Pereira, Daniel José Rocha; Sarmanho, Arlene Maria Cunha; Nunes, Gabriel Vieira; Guerra, Messias Júnio Lopes; Alves, Vinicius NicchioTubular joints with thin-walled sections could have a wide range of applications in the construction industry, possibly providing light structures with high structural efficiency. However, current design prescriptions do not recommend their use and more studies are needed to attest their viability. In this context, the effect of the size of fillet welds on cold-formed T-joints consisting of thin-walled rectangular hollow section chords and circular hollow section braces under axial compression loading was analysed. Experimental and numerical analyses were conducted and the results were compared with current design prescriptions. Three experiments were performed, with different weld sizes, in a machine that provided displacement-controlled testing with data acquisition from strain gauges and displacement transducers. Finite-element models were developed to replicate the general experimental setup and the results showed good correlation with the experimental data, indicating that the size of the weld influences joint resistance.Item Estudo de ligações T compostas de seções tubulares de paredes esbeltas.(2020) Guerra, Messias Junio Lopes; Sarmanho, Arlene Maria Cunha; Sarmanho, Arlene Maria Cunha; Batista, Eduardo de Miranda; Lima, Luciano Rodrigues Ornelas de; Nunes, Gabriel Vieira; Alves, Vinicius NicchioAs ligações com perfis de seção tubular em aço possuem características particulares no seu comportamento estrutural que têm sido objeto de diversas pesquisas na área. Contudo, há poucos estudos do comportamento e da resistência das ligações tubulares compostas de paredes esbeltas. Assim, neste trabalho é apresentado um estudo teórico, experimental, numérico e paramétrico de ligações tipo T compostas de perfis tubulares de aço com seções de paredes esbeltas, retangulares para o banzo e circulares para o montante. Os estudos avaliaram a capacidade de carga e o comprimento das ligações, considerando o modo de falha caracterizado pela plastificação da face superior do banzo sob carregamento axial de compressão no montante e tração ou compressão no banzo. No programa experimental, foram ensaiados 28 protótipos, divididos em três séries de dimensões geométricas diferentes e com níveis variados para as cargas axiais. Foi também realizado um estudo experimental da influência do comprimento do banzo nos resultados visando a definição final dos protótipos de ensaio. Os valores dos deslocamentos medidos por transdutores posicionados nas faces do banzo foram utilizados para determinação da capacidade de carga da ligação e utilizando o critério de deslocamento limite. Modelos numéricos foram desenvolvidos em elementos finitos por meio de programa comercial e validados com resultados experimentais de carga e deslocamento nas faces do banzo. Inicialmente, a validação foi realizada com resultados de pesquisa anterior e, posteriormente, com os resultados experimentais desta pesquisa. Os resultados indicaram uma boa correlação experimental-numérica, permitindo a realização do estudo paramétrico, por meio das variações dos carregamentos axiais e dos parâmetros geométricos (relação entre o diâmetro do montante e a largura do banzo) e 2 (relação entre a largura do banzo e sua espessura) da ligação. O estudo paramétrico propiciou a obtenção de adequações do fator de redução da capacidade de carga da ligação das proposições teóricas de prescrições internacional e nacional (ISO 14346 e NBR 16239). A equação obtida considera carga axial de tração e compressão no banzo, englobando a classe dos perfis de seção esbelta. Os valores de capacidade de carga obtidos numericamente foram comparados com os calculados pela equação proposta e pelas equações normativas. A equação proposta apresentou melhores resultados estatisticamente, comprovando a sua eficiência e viabilidade para o cálculo da capacidade de carga de ligações T com plastificação da face superior do banzo, sobretudo para os modelos das classes 3 e 4.Item Estudo de ligações tipo “T” bird-beak com perfis tubulares de paredes esbeltas.(2019) Santos, Tiago Henrique Silva; Sarmanho, Arlene Maria Cunha; Nunes, Gabriel Vieira; Sarmanho, Arlene Maria Cunha; Alves, Vinicius Nicchio; Nunes, Gabriel Vieira; Lima, Luciano Rodrigues Ornelas deTradicionalmente, as ligações tubulares do tipo “T” são soldadas e quando o banzo tem como seção transversal um perfil tubular quadrado, esse é posicionado de forma que as faces planas superior e inferior sejam perpendiculares ao montante. No presente trabalho é estudado um outro tipo de ligação soldada do tipo “T”, a ligação “T” Bird-Beak sendo divididas em dois tipos: a Square Bird-Beak que é formada pelo giro do banzo de uma ligação tradicional em 45° em torno do seu eixo longitudinal; e a Diamond Bird-Beak, formada pelo giro tanto do banzo quanto do montante de uma ligação tradicional em 45°, também em torno dos seus eixos longitudinais. Além dessas duas tipologias com montantes quadrados, foi estudado uma tipologia com montante circular denominada de Circular Bird-Beak, sendo que essas três tipologias de ligação são compostas por banzo de paredes esbeltas e montantes com carregamento axial de compressão. Foram desenvolvidos modelos numéricos utilizando o software ANSYS, sendo realizados estudos sobre o refinamento da malha e sobre as condições de contorno, com a intensão de definir o modelo mais eficiente para as análises. Após os estudos dos modelos, foi feito um estudo paramétrico variando os parâmetros geométricos β (relação entre a largura/diâmetro do montante e largura do banzo) e 2γ (relação entre a largura e a espessura da face do banzo). As cargas resistentes dos modelos numéricos, obtidas pelo método da deformação limite, foram comparadas com as cargas obtidas pelas equações desenvolvidas na pesquisa de Chen (2015b). Posteriormente, as cargas resistentes dos modelos do tipo Circular Bird-Beak foram comparadas com as cargas de modelos com ligações “T” tradicionais e por último, foram desenvolvidas equações para o dimensionamento teórico da tipologia de ligações “T” Bird-Beak apresentadas. Na comparação entre as ligações “T” Bird-Beak, a que apresentou, na maioria dos casos, a maior resistência foi a Diamond Bird-Beak. Os cálculos utilizando as equações de Chen (2015b) resultaram em resistências menores do que as resistências dadas pelos modelos numéricos e na comparação entre a ligação T Circular Bird-Beak e a ligação “T” tradicional, a primeira apresentou, em todos os casos, a maior resistência.Item Experimental and numerical assessment of CHS-RHS T-joints with chords subjected to axial tensile forces.(2021) Silva Neto, João Batista da; Nunes, Gabriel Vieira; Sarmanho, Arlene Maria Cunha; Pereira, Daniel José Rocha; Guerra, Messias Júnio Lopes; Alves, Vinicius NicchioHollow steel sections are widely used in the construction industry due to their mechanical properties. Joints used in these structures are the subject of research because of their singular and critical behavior. Joints containing chords with more slender cross-sections and axially loaded are still a challenge for design, especially in joints with circular hollow sections (CHS) in the braces and rectangular hollow sections (RHS) in the chords. In this context, this work aimed to study joints formed by a combination of CHS braces subjected to compression loads and RHS chords axially loaded with tension, welded as T-joints. Experimental tests, a numerical model using finite elements, and a parametric analysis were developed. A new equation for the chord stress function was proposed, including joints containing chords with semi-compact sections in tension. The joint resistance values obtained through the numerical models were compared with the equations from ISO 14346:2013 and with the proposed equation. It was observed that, for the numerical models with geometric properties inside the normative validity ranges of ISO 14346:2013, the mean rate of analytical by numerical joint resistance results was equal to 68%, using either the normative or the proposed equation. In the same way, for models outside the current validity ranges, either the proposed equation or the modified equation from ISO 14346:2013 could be used to design CHS-RHS T-joints with the geometric and material properties analyzed.Item Ligações treliçadas com extremidades achatadas.(2019) Lauar, Pedro Castanheira; Sarmanho, Arlene Maria Cunha; Mazon, Ana Amélia Oliveira; Sarmanho, Arlene Maria Cunha; Mazon, Ana Amélia Oliveira; Nunes, Gabriel Vieira; Amparo, Lucas RoqueteAs vantagens oferecidas pelo aço na construção civil, sobretudo pelos perfis tubulares usados em sistemas treliçados, motivam o crescimento de projetos com essa filosofia e pesquisas nessa área. Vencimento de grandes vãos, facilidade no transporte e montagem e organização do canteiro de obras são fatores desejáveis na etapa de execução. Neste trabalho, foram realizados estudos paramétricos numéricos de um nó de ligação em treliça plana tubular circular, em ANSYS Parametric Design Language (APDL), por meio do software ANSYS onde as diagonais possuem as extremidades achatadas e enrijecidas proposta em pesquisas anteriores são unidas à chapa gusset soldada ao banzo por meio de um único parafuso. O objetivo principal da pesquisa foi analisar o comportamento das diagonais comprimidas sob quatro variáveis: diâmetros e espessuras do banzo e das diagonais. Foram analisadas as situações em que o modo de falha ocorre nas diagonais, sendo a capacidade de carga da chapa gusset e do banzo superior à das diagonais. Foram observados dois possíveis modos de falha nos nós das diagonais: início de escoamento no enrijecedor lateral (predominante) e ovalização do furo em alguns casos nas diagonais tracionadas. Foram obtidas através das análises numéricas as cargas de início de escoamento do enrijecedor lateral das diagonais comprimidas e os valores teóricos de carga de flambagem elástica na metade do comprimento da diagonal, por meio dos métodos da fórmula da secante e da combinação de esforços, regulamentado pela NBR 8800:2008. Dessa maneira, foi possível estabelecer limites em que cada modo de falha ocorre. Foi observado que o aumento do diâmetro da diagonal e a diminuição da esbeltez do tubo implica a falha no achatamento enrijecido. Ao final, é sugerida uma metodologia de cálculo considerando a geometria da extremidade achatada enrijecida.Item Numerical analysis of truss systems with stiffened flattened end-bars.(2018) Mazon, Ana Amélia Oliveira; Sarmanho, Arlene Maria Cunha; Nunes, Gabriel Vieira; Amparo, Lucas Roquete; Neiva, Luiz Henrique de Almeida; Souza, Flávio Teixeira deCircular hollow sections are usually used in long-span roof truss systems. One of the typology for connecting elements in such structures involves the flattening of bar ends. This article presents the numerical analysis of a plane truss composed of circular hollow sections, in which diagonal bars have flattened ends. In this sense, a new flattening typology called stiffened flattening is proposed, characterized by a non-flat geometry, with the creation of stiffeners in the lateral edges of the diagonal flattened ends. The diagonal connecting system with the chord members uses connecting plates. The plates are welded to the chords and the diagonals are connected to latter through a single bolt. The numerical analysis using finite elements method was developed in two stages through ANSYS software with the Parametric Design Language (APDL), in which parameters such as geometry, materials, element types, boundary conditions and loads are specified. A non-linear analysis was performed using shell elements on the chords, diagonals, plates and welds, and contact elements between the diagonals with stiffened flattened ends and the connecting plates. Initially, a numerical study of the connecting node and the stiffened flattened end was performed, and the results directed the modeling of the plane truss. The numerical results were calibrated with the experimental truss results in full scale. The numerical result of the plane truss was also compared to a theoretical study, considering the axial load eccentricity applied in the diagonal with stiffened flattened ends. The study was based on the consideration of combined effects of axial force and bending moment provided by the Brazilian standard ABNT NBR 8800:2008. The final results indicate that the numerical model proposed is efficient and has good correlation with the experimental and theoretical results.Item Structural behaviour of thin-walled CHS-RHS T-joints : experimental and numerical assessment.(2021) Guerra, Messias Júnio Lopes; Pereira, Daniel José Rocha; Silva Neto, João Batista da; Nunes, Gabriel Vieira; Sarmanho, Arlene Maria Cunha; Lima, Luciano Rodrigues Ornelas deThe design of tubular joints with slender cross-sections is currently limited by the validity ranges of established international design standards. Aiming to assess the structural behaviour of tubular joints characterised by thinwalled chord cross-sections, this paper initially reports, an experimental investigation into tubular T-joints consisted of CHS braces welded to thin-walled cold-formed RHS chords, which slenderness values were outside of the current design standard limits. The experimental programme was carried out on 12 cold-formed steel slender cross-section prototypes where the braces were subjected to axial compressive loading. The geometric parameters, including chord and brace thickness and brace diameter were varied. The connected chord face failure was the failure mode observed in all tests. The results of the experimental tests were thoroughly discussed. A second step was used to calibrate a numerical model that was the basis for a parametric analysis involving the most relevant parameters affecting the joint’s behaviour. The obtained joint’s strengths were compared with those forecasted by ISO 14346 developed for compact cross-sections modifying the chord stress function concerning the elastic cross-section modulus and effective cross-section area when slender cross-section chords are concerned. However, this approach leads to scattered predictions, roughly too conservative. Finally, this paper proposes an alternative design approach for the studied joints that are more accurate in predicting their strength when compared to the presented experimental and numerical results.