Análise numérico-experimental de resistência a flexão em ligações tubulares flangeadas.

Abstract

A implementação de sistemas estruturais metálicos em aço vem aumentando a cada dia mais em várias partes do mundo. Este fato se justifica pelas vantagens proporcionadas por esta tipologia e à boa performance construtiva em diversos tipos de edificações. Os perfis tubulares de seção circular é um dos tipos mais utilizados devido à sua eficiência, que agrega características geométricas que muito interessam para o uso estrutural, com uso mínimo de material, o que torna seu uso adequado em estruturas reticuladas, treliças planas ou espaciais. Diante disso, este trabalho foi desenvolvido para avaliar a flexão em ligações do tipo flangeada entre tubos de seção circular. Os estudos foram executados no Laboratório de Estruturas da UFOP. Um modelo numérico foi desenvolvido e ajustado utilizando APDL para viabilizar o estudo paramétrico. As análises numéricas em elementos finitos foram realizadas utilizando o software comercial ANSYS. A metodologia utilizada foi a aplicação de cargas de tração nos tubos que estão conectados por uma ligação flangeada, avaliando os limites entre o valor desta carga e a espessura da placa do flange. As relações avaliadas entre os dois parâmetros vão desde o momento onde não ocorre o efeito alavanca (prying), até onde ocorre o escoamento do flange, variando a espessura do flange na ligação. Na ligação flangeada, a força de tração aplicada no tubo é distribuída uniformemente ao longo da sua seção, que é transferida para a solda e transmitida para a placa do flange, podendo ocasionar a sua flexão. Em seguida, foi analisada a tração nos parafusos que compõem a ligação, considerando os mesmos parâmetros de composição da ligação flangeada. E finalmente foram preparados os protótipos no Laboratório de Estruturas para a realização de ensaios experimentais. Os ensaios foram realizados com os equipamentos do próprio laboratório e os resultados foram comparados com as análises numéricas anteriores e com a análise teórica prévia ao início dos estudos.