SIMULAÇÃO COMPUTACIONAL DE PILARES DE AÇO SUBMETIDOS À COMPRESSÃO AXIAL

Resumo

RESUMO: Este trabalho teve como objetivo simular computacionalmente o comportamento estrutural de pilares de aço submetidos à compressão axial e avaliar a influência das imperfeições geométricas e de materiais (tensões residuais) sobre a capacidade resistente destes elementos. Para isso, desenvolveu-se, com auxílio do software Abaqus, modelos computacionais de elementos finitos que foram analisados em duas etapas, a primeira correspondente a uma análise de flambagem elástica (Buckle) e a segunda a uma análise não-linear plástica (Static Ricks). Os resultados obtidos pelos modelos desenvolvidos foram comparados com os resultados apresentados pela equação de flambagem elástica proposta por Euler e pela curva de flambagem prescrita pela ABNT NBR 8800:2008. De forma geral, os resultados computacionais se aproximaram dos valores de referência, o que indica que os modelos computacionais conseguiram simular o comportamento estrutural de um pilar real e que a metodologia proposta é válida. Ao analisar a influência das imperfeições geométricas observou-se que os modelos com imperfeições de L/1000 e L/1500 foram os que mais se aproximaram dos valores de referência. No caso das imperfeições de materiais, os modelos com 10% e 15% de tensões residuais foram os que mais se aproximaram. Desta forma, as estratégias adotadas podem contribuir para futuras pesquisas relacionadas à flambagem de pilares de aço submetidos à compressão axial.

ABSTRACT: This research aimed to simulate the structural behavior of steel columns subjected to axial compression and to evaluate the influence of geometric and material imperfections (residual stresses) on the strength of these elements. In order to achieve this aim, finite element computational models were developed using Abaqus, which were analyzed in two stages: an elastic buckling analysis (Buckle) and a nonlinear plastic analysis (Static Ricks). The results obtained were compared with the results presented by the elastic buckling equation proposed by Euler and the buckling curve prescribed by ABNT NBR 8800: 2008. In general, the results obtained were very close if compared to the reference values. It indicates that the computational models were able to simulate the structural behavior of a real pillar and that the proposed methodology is valid. When analyzing the influence of the geometric imperfections, it was observed that the models with imperfections of L/1000 and L/1500 were the ones that most approached the expected results. In the case of material imperfections, the models with 10% and 15% of residual stresses were the ones that presented the best results. In this way, the adopted strategies may contribute to future research related to the structural behavior of columns and buckling.