Estabilidade de vigas metálicas de secção transversal esbelta

Abstract

A presente dissertação surge com o propósito de aumentar o conhecimento da estabilidade das vigas de secção transversal esbelta (classe 4) a frio quando submetidos à flexão, sendo o comportamento dominado essencialmente por dois fenómenos de encurvadura: a local e a lateral. Nas atuais regras de dimensionamento da parte 1-1 do Eurocódigo 3, estes dois fenómenos de instabilidade são considerados de forma isolada e, no presente estudo, estas regras são analisadas e comparadas com os resultados numéricos, concluindo que não são as mais adequadas, especialmente porque o cálculo da resistência das secções transversais de Classe 4 é demasiado conservativo. Um estudo recente e alargado do fenómeno de encurvadura lateral de vigas de classe 1 e 2, deu origem a novas fórmulas de cálculo que deverão ser adotadas na futura revisão do Eurocódigo, contudo no presente trabalho é demonstrado que para as secções transversais esbeltas (classe 4) essa mesma proposta é conservativa tendo uma percentagem de amostras insegurança considerável. Por outro lado, estudos recentes apontam para que os dois fenómenos devam ser tratados em conjunto e com base em novas propostas é estudada a viabilidade das mesmas tendo sempre como termo de comparação as normativas em vigor. No que diz respeito ao estudo numérico utilizado, este foi efetuado com elementos finitos de casca com o auxilio do programa SAFIR, em perfis soldados em I, considerando imperfeições geométricas e tensões residuais. Como objetivo principal, esta dissertação visa dar um contributo importante às novas gerações de Eurocódigos, são desenvolvidas regras mais eficazes e rentáveis para o cálculo estrutural para estes elementos

The present dissertation arises with the purpose of increasing the knowledge of the stability of the beams of slender cross section (class 4) when subjected to bending, being dominated essentially by two phenomena of instability models: local and lateral. In the current rules of part 1-1 of Eurocode 3, these two phenomena of instability are considered in isolation and in the present study, these rules are analyzed and compared with numerical results, concluding that they are not adequate, especially the calculation of the bending resistance of Class 4 cross sections is too conservative. A recent and extended study of the lateral buckling phenomenon of class 1 and 2 beams, gave origin to new calculation formulas that should be adopted in the future revision of the Eurocode, however in the present work it is show that for the slender cross sections (class 4 ) the same proposal is too conservative. On the other hand, recent studies point out that the two phenomena must be treated together and based on new proposals, the reliability of these proposals is studied, always having as a comparison term the current regulations. The numerical study used, it was done with finite elements using the program SAFIR, in profiles welded in I, considering geometric imperfections and residual stresses. As a main objective, this dissertation aims to make an important contribution to the new generations of Eurocodes, more efficient and profitable rules for the structural calculation for these elements are developed.