Análise da influência das perfurações em colunas curtas em perfis formados a frio.

Abstract

Perfis formados a frio (PFF) são amplamente utilizados na fabricação de estruturas e elementos secundários de edificações na engenharia. Uma aplicação que também utiliza os PFF são os sistemas de armazenagem, que em função das suas especificidades de montagem, alguns dos seus elementos, como as colunas, possuem perfurações ao longo do comprimento. Pesquisas que abordam os efeitos das perfurações no comportamento estrutural e na carga máxima resistida das colunas ainda são relativamente recentes. Além disso, as normas brasileiras que tratam diretamente de perfurações nesses perfis exigem a realização de ensaios experimentais para a determinação da carga máxima e, mesmo a NBR17150 que admite um método teórico, por meio de simulações numéricas feitas por elementos finitos, exige que os modelos numéricos sejam validados experimentalmente. Dessa forma, este trabalho tem como objetivo avaliar como as dimensões e a posição das perfurações influenciam a carga máxima resistida por esses perfis quando submetidos a compressão, bem como propor uma formulação, não empírica, que considere essa influência. Para o desenvolvimento do trabalho, foram feitas simulações numéricas por meio do método dos elementos finitos, utilizando o software ANSYS. As análises em colunas curtas consideraram perfurações retangulares ao longo do comprimento da seção transversal tipo rack, avaliando-se as dimensões de largura e altura dos furos, bem como a posição em relação à borda externa da alma do perfil. Essas variações foram analisadas para diferentes larguras da alma do perfil. Verificou-se que a posição da perfuração em relação à borda não apresenta influência bem definida no comportamento estrutural dos perfis, que tiveram como modo de falha o escoamento do aço, antes da flambagem. Também foi possível concluir que, tanto a largura, quanto a altura da perfuração, tem influência na resistência. Ao final, é proposta uma formulação para a avaliação da carga máxima em função das duas dimensões da perfuração.