Avaliação numérica do comportamento de perfis Ω enformados a frio

Abstract

No âmbito de uma parceria entre a empresa O Feliz Metalomecânica SA. e o Departamento de Engenharia Civil da Faculdade de Ciências e Tecnologias da Universidade de Coimbra foi desenvolvida uma nova secção em aço enformado a frio para a empresa referida anteriormente. Esta parceria surge da grande procura que os elementos em aço enformado a frio têm vindo a ter nos últimos anos. A secção desenvolvida pela equipa responsável foi uma secção ómega (Ω) no seguimento da parceria era necessário comprovar experimentalmente que as propriedades efetivas da secção é a esperada, a equipa de investigadores responsável por este projeto realizou uma campanha de ensaios experimentais segundo a norma EN 1993-1-3 (CEN, 2006), de forma a validar a resistência da secção experimentalmente. Porém, devido a alguns condicionantes (comprimento máximo das madres era inferior ao requerido para algumas secções) decidiu-se alargar a validação das propriedades resistentes através de uma campanha numérica. Assim, no seguimento do que foi dito anteriormente, foi feita uma modelação numérica através de elementos finitos com recurso ao software Abaqus. Numa primeira fase foram reproduzidos os ensaios realizados experimentalmente, através dos quais foi possível calibrar os modelos numéricos.Com base nos modelos previamente calibrados foi possível realizar uma campanha numérica que permitiu validar as propriedades resistentes efetivas da secção desenvolvida, segundo o prescrito na EN 1993-1-3 (CEN, 2006). Foram ainda feitos alguns modelos onde foram modeladas as ligações propostas pela equipa de investigação, permitindo assim obter uma primeira aproximação da resistência dessas ligações. Através da análise numérica realizada foi possível confirmar que as propriedades efetivas são as esperadas. Da análise numérica realizada confirmou-se que a resistência à flexão assim como a resistência as forças locais estão de acordo com o esperado. A campanha numérica foi utilizada também para validar a folha de cálculo desenvolvida no âmbito deste projeto, onde foi possível comprovar que o comportamento da madre é o esperado nos estados limites de serviço. A partir dos modelos onde se estudou o comportamento das ligações foi possível comprovar que o valor da resistência era consistente com o esperado; no entanto, sugere-se que se faça um estudo mais aprofundado de forma a otimizar as ligações.

Result of a partnership between the company O Feliz Metalomecanica SA. And the Department of Civil Engineering of Faculty of Sciences and Technologies of the University of Coimbra it was developed a new section in cold formed steel to be produced by the company referred previously. This partnership arises from the great demand that the elements in cold formed steel have been having in recent years. The section developed by the investigation was a section with the shape of an omega (Ω), following the agreement between this two entities it was necessary to check experimentally that the strength of the section is the expected. So the team of researchers carried out a campaign of experimental tests according to the EN 1993-1-3 (CEN, 2006) in order to validate the resistance of this new section. Due to some limitations (maximum length of the cold-formed elements was inferior to the required in some sections), so it was added the validation of the effective proprieties also with a numerical campaign.Thus, following the above, numerical modelling was done through finite elements using the Abaqus software. In the first stage, it was reproduced the experimental tests, in which was possible to calibrate the numerical models.Based on the previously calibrated numeric models it was possible to carry out a numerical campaign through which it was validate the effective proprieties of this new section respecting what is said in the followed standard. Were still done some numerical models where the idealized connections where modelled with the objective of in one first step study the resistance of this connections Through the performed numerical analysis, it was possible to confirm that the elements with this new section have the expected strength. From the numerical analysis, it was confirmed that the flexural strength as well as the resistance to local forces was the expected. The numeric campaign was also used to validate the spreadsheet, where it was also possible to prove that the behaviour of the elements is what was expected in the states of service limits. From the models where the connections were modulated it was possible to prove that this connection can resist what was expected, also it is suggested to do a deeper investigation in order to come to an optimized solution.