Estudo do comportamento de colunas de sistemas de armazenagem considerando o fechamento intermitente da seção transversal.
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Date
2023
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Abstract
Os sistemas de armazenagem industrial são estruturas que permitem estocar e organizar de
forma fácil matérias primas e produtos manufaturados. São compostos por elementos
metálicos, em sua maioria em perfis formados a frio. Dentre as seções utilizadas na fabricação
das colunas dos sistemas, a seção tipo rack é uma das mais utilizadas, pois sua forma permite
a fixação de outros elementos, facilitado a montagem. Por possuir paredes de espessura
reduzida e alcançar grandes comprimentos, as colunas dos sistemas de armazenagem estão
suscetíveis a diferentes fenômenos de instabilidade, tais como flambagem local, distorcional
e global. O presente trabalho tem como objetivo analisar o comportamento de colunas em
perfil formado a frio de seção rack com perfurações considerando o travamento da abertura
da seção transversal posicionado de forma intermitente ao longo da coluna. Esse travamento
interfere no desenvolvimento dos modos de instabilidade distorcional e global, bem como na
capacidade resistente das colunas. Foram analisadas colunas sob carregamento centrado, de
espessura 2,00 mm, larguras de alma 80 mm, 90 mm e 100 mm, e comprimento de 100 mm a
3000 mm variando a cada 50 mm. Inicialmente foi desenvolvido um modelo de elementos
finitos, via ANSYS, validado pela comparação das forças axiais de flambagem com as obtidas
da Teoria Generalizada de Vigas, via GBTUL. Com os resultados foi definida a posição dos
travamentos considerando o comprimento para a força axial mínima de flambagem
distorcional e considerando também o início do modo. Posteriormente foi realizada a análise
e comparação de forças axiais de flambagem para colunas com e sem travamentos, seguida da
análise não-linear, para determinação das forças resistentes. Nessa análise não-linear são
introduzidas as imperfeições geométricas por meio da atualização da geometria segundo a
configuração deformada do primeiro modo de instabilidade obtida na análise linear. As forças
resistentes são comparadas entre si, a fim de verificar a influência dos travamentos nas
colunas. Por fim foi realizada a análise teórica de colunas utilizando adaptações da norma
brasileira NBR 14762:2010, para a consideração das perfurações existentes nas colunas. Esta
análise verificou a viabilidade das equações já existentes, considerando uma metodologia para
a realização do cálculo da força resistente das colunas que apresentem fechamento
intermitente da seção transversal. Os travamentos aumentam tanto as forças axiais de
flambagem quanto a resistência das colunas, uma vez que as enrijece e as torna menos
suscetíveis aos modos distorcional e de flexo-torção. O dimensionamento pela norma
considerando adaptação da área da seção mostrou-se adequado e fornece valores
conservadores se comparado ao resultado numérico.
Description
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil. Departamento de Engenharia Civil, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto.
Keywords
Construção metálica, Construção metálica - rack, Construção metálica - perfil formado a frio, Colunas metálicas
Citation
STARLINO, Juliane Aparecida Braz. Estudo do comportamento de colunas de sistemas de armazenagem considerando o fechamento intermitente da seção transversal. 2023. 82 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) - Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2023.