Análise de estabilidade de um pórtico metálico com elementos de secção variável através de métodos avançados por elementos finitos

Abstract

Em Portugal, ao longo dos últimos anos, tem-se presenciado um desenvolvimento sucessivo da construção metálica, direcionada quase exclusivamente para a construção de edifícios com fins de natureza industrial ou comercial. Este mercado oferece competitividade nos vários setores da indústria da construção devido às naturais capacidades mecânicas e tecnológicas do aço, mas também à simplicidade e celeridade dos processos de produção, pelo que, recentemente tem-se observado a utilização de estruturas metálicas em obras de grande, médio e baixo porte.Tendo em conta o nicho de mercado acima mencionado, surgem os elementos de secção variável em aço que apresentam uma maior eficiência estrutural relativamente a elementos prismáticos, uma vez que a utilização de cada secção é otimizada.O EC3- parte 1-1 (CEN,2010) faculta diversas metodologias para a verificação da estabilidade de elementos e pórticos. No entanto no que diz respeito, a elementos não uniformes, isto é, com secção variável, aparecem diversas contrariedades, não existindo indicações para as contornar. Tal que, a verificação acaba por não tirar partido das vantagens associadas a estes elementos, tornando-se conservativa. Neste documento de investigação estudam-se as metodologias de verificação para elementos de secção variável. Até à data, têm sido efetuadas várias investigações que visam desenvolver metodologias de cálculo para complementar as deficiências presentes no EC3-1-1, relativamente à análise da estabilidade de elementos não uniformes. Nos últimos anos, o Departamento de Engenharia Civil da Universidade de Coimbra, juntamente com outras universidades, tem tentado desenvolver as metodologias referidas, tendo integrado um projeto de investigação nacional designado por Taper Steel-Stability design of non-uniform steel members. Posto isto, a presente dissertação visa analisar metodologias que conduzam à verificação da estabilidade de um pórtico metálico de inércia variável.

In Portugal, over the last few years there has been a successive development of metal construction, directed almost exclusively at the construction of buildings for industrial or commercial purposes. This market offers competitiveness in the various sectors of the construction industry due to the natural mechanical and technological capabilities of the steel, but also the simplicity and speed of the production process, so it has recently been observed the use of metallic structures either in works of great , medium and low size.Taking into account the market niche mentioned above, tapered members arise due to their structural efficiency with respect to prismatic elements, since the use of each section is optimized.The EC3-part-1-1 (CEN, 2010) provides several methodologies for checking elements and frames. However, in respect of tapered members, there are several setbacks, and there are no indications to work around the problems. So, the verification ends up not taking advantage of the advantages associated with these elements, becoming conservative. This research paper examines verification methodologies for variable section elements. Until the date, several investigations have been carried out to develop computational methodologies to complement the deficiencies present in EC3-1-1 regarding the analysis of the stability of tapered members In recent years, the Civil Engineering Department of the Coimbra University, along with other colleges, have tried to develop the mentioned methodologies, having integrated a national research project called Taper Steel-Stability design of non-uniform steel members. Therefore, the present dissertation aims to improve to analyze methodologies that lead to the stability verification of a metallic frame with tapered members.