Avaliação do comportamento de colunas atirantadas pré-esforçadas

Abstract

A capacidade de carga de colunas esbeltas é limitada pela instabilidade destas quando sujeitas a cargas de compressão em detrimento da resistência plástica da secção transversal. O comportamento destas colunas pode ser melhorado pela aplicação de tirantes que inibem os deslocamentos laterais e as rotações quando sujeitas à compressão. Com a introdução de cabos pré-esforçados, o comprimento de encurvadura das colunas ensaiadas reduz-se para metade do comprimento total, conseguindo-se soluções mais leves devido à redução da área da secção transversal e assim mais económicas que as soluções tradicionais. O trabalho desenvolvido pretende avaliar o comportamento de pré e pós-encurvadura de colunas atirantadas pré-esforçadas em compressão. O estudo tem por base uma série de ensaios laboratoriais, à escala real, fazendo variar parâmetros como a secção transversal das colunas, o diâmetro dos cabos, o nível de pré-esforço inicial aplicado nos cabos e a classe de aço da secção transversal das colunas. Para além dos ensaios experimentais das colunas, efetua-se a caraterização completa das propriedades geométricas e mecânicas das colunas. Os resultados obtidos experimentalmente para as colunas atirantadas pré-esforçadas são comparados com os das colunas simples de modo a estimar o ganho de resistência à compressão das soluções atirantadas pré-esforçadas relativamente à situação sem cabos. Posteriormente compararam-se os resultados experimentais com os resultados obtidos pela metodologia de dimensionamento.

The maximum load capacity of slender columns is limited by the instability when prompted to compressive loads, rather than yielding of columns’ cross-section. The behavior of these columns can be improved, as for lateral and rotational displacements when subjected to compression, when cables are rigged to the column. Due to introduction of prestressed cables, the buckling length of the tested columns is halved of the total length, achieving lighter solutions due to the reduced cross-section area and thus more economical than traditional solutions. The work developed aims to evaluate prior and post behavior of prestressed stayed columns in compression. This study is based on full scale experimental tests varying parameters such as the cross section of the column, the diameter of cables, level of initial prestress applied on the cables and steel grade of cross section of the column. Moreover, a complete characterization of geometrical and mechanical properties of columns is conducted additionally. The gain of compressive strength of prestressed stayed columns can be obtained comparing the experimental results on two different situations, with and without cables. Later, the experimental results are compared with results obtained by the proposed design methodology