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Wanderson Fernando Maia & Maximiliano Malite
de flexão, no caso de barras longas e (ii) um modo coincidente local-chapa/global de flexo-torção, que
é crítico para barras de menor comprimento (Maia (2008)). Com isso, torna-se interessante estudar o
comportamento de barras em dupla cantoneira, já que neste caso, além dos modos de instabilidade
nas barras isoladas, pode ocorrer instabilidade da barra composta em função da presença de chapas
separadoras, que tendem a melhorar o comportamento do sistema.
O objetivo do trabalho é investigar o comportamento de barras compostas em dupla
cantoneira com travejamento em quadro (battened system), por meio de análises numérica e
experimental. Inicialmente foi realizada uma análise numérica, via Ansys (1997), de modo a identificar
os possíveis modos de instabilidade que podem ocorrer. Nessa análise variou-se o número de chapas
separadoras buscando estudar a eficiência das mesmas na força resistente à compressão das barras.
Os resultados obtidos mostraram a necessidade de se aprofundar os estudos para uma melhor
compreensão dos fenômenos associados a essas barras, principalmente para compressão excêntrica.
2 ANÁLISE NUMÉRICA
As simulações numéricas via método dos elementos finitos foram realizadas utilizando o
programa Ansys (1997). Foi utilizado o elemento Shell 181 para modelagem do perfil, das chapas
separadoras e dos dispositivos de extremidade. Os dispositivos de apoio permitiram rotação em torno
do eixo x, porém restringindo rotação em torno do y e do eixo longitudinal. Para aplicação da força foi
criada uma linha passando pelo CG da seção. Todos os nós da linha tiveram o deslocamento
acoplado na direção longitudinal. Para inserção das imperfeições geométricas inicias foi realizada uma
análise de autovalor/autovetor, buscando identificar os modos críticos isolados. A partir da
configuração deformada referente a cada um dos modos críticos escolhidos para cada caso, foi
adotado um critério a fim de se aumentar ou reduzir esta amplitude, obtendo assim uma nova
geometria dos nós da malha de elementos finitos da barra. Vale frisar que houve uma sobreposição
das imperfeições geométricas, procurando sempre a combinação mais desfavorável.
Para as imperfeições geométricas associadas ao modo local foram utilizados os resultados da
análise probabilística CDF (função de distribuição cumulativa estimada) apresentados por Schafer &
Peköz (1998), referentes às imperfeições em elementos com bordas apoiadas e elementos com borda
livre. Para a imperfeição geométrica associada ao modo de flexão foi adotado o valor de L b /1500.
Porém, para as barras submetidas à compressão excêntrica em que não se adotou imperfeição local,
também não se adotou imperfeição de flexão.
Chapa
Perfil U
150
Chapas
separadoras
Chapas
separadoras
Simulação 1
150
Simulação 2
y
Chapa
(a)
Perfil U
Figura 1 – (a) Visão geral da seção composta em dupla cantoneira e (b) simulações realizadas (dimensões em
mm).
(b)
x
Cadernos de Engenharia de Estruturas, São Carlos, v. 11, n. 53, p. 105-109, 2009