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Análise numérica de elementos estruturais de aço enformados a frio: desenvolvimentos recentes e perspectivas futuras

2008; Volume: 3; Issue: 1 Linguagem: Português

10.5335/rsee.v3i1.318

2316-2457

Dinar Camotim, Nuno Silvestre, Pedro Borges Dinis,

Composite Structure Analysis and Optimization

O objectivo deste trabalho consiste em apresentar e discutir os desenvolvimentos mais recentes no domínio da formulação e aplicação de métodos e técnicas numéricos para analisar o comportamento geométrica e fisicamente não linear de elementos estruturais (colunas, vigas e colunas-viga) de aço enformados a frio, os quais são formados por perfis com secções de parede fina muito esbeltas. Em particular, abordam-se (i) o método dos elementos finitos (perfis discretizados em malhas refinadas de elementos de casca), (ii) o método das faixas finitas, semi-analítico e com funções “B3-Spline”, e (iii) implementações numéricas (elementos finitos de barra) de várias formulações recentes da Teoria Generalizada de Vigas (GBT - “Generalised Beam Theory” em língua inglesa). Consideram-se aspectos relacionados com a execução de (i) análises lineares de estabilidade, em regime elástico, e (ii) análises de pós-encurvadura, em regime elástico ou elasto-plástico. Estas últimas análises (i) incidem sobre elementos estruturais que bifurcam em modos locais, distorcionais e globais (por flexão ou flexão-torção), (ii) contabilizam a influência da presença de inevitáveis imperfeições iniciais de natureza geométrica ou material (tensões residuais), e (iii) permitem tomar em consideração a presença de eventuais fenómenos de interacção e acoplamento entre modos de instabilidade distintos. O trabalho inclui ainda (i) resultados numéricos relativos a colunas com secção em C (sobretudo) e em “Rack” e (ii) observações sobre a eficiência computacional das análises baseadas na GBT e a utilidade das simulações numéricas para o desenvolvimento, calibração e validação de metodologias de dimensionamento para elementos estruturais de aço enformados a frio - refere-se em especial o “método da resistência directa”, recentemente incorporado nas regulamentações australiana e norte americana. Finalmente, o artigo termina com uma breve abordagem de alguns problemas que estão presentemente a ser investigados, a qual fornece uma perspectiva dos próximos desenvolvimentos no domínio da aplicação de métodos numéricos à análise e dimensionamento de elementos estruturais de aço enformados a frio.