Análise analítica e numérica de vigas casteladas com diferentes padrões geométricos

Abstract

O presente trabalho aborda os principais assuntos relacionados às vigas alveolares casteladas, mostrando inicialmente uma breve revisão do histórico de surgimento e utilização pelo mundo, ressaltando as características que favoreceram o crescimento de utilização e quais as dificuldades de seu uso. Os principais modos de falha são caracterizados, ressaltando os procedimentos analíticos disponíveis na literatura para contorná-los, de forma a se propor um procedimento de cálculo para o dimensionamento. O procedimento proposto é avaliado por meio do resultado experimental de quatro pesquisas. O trabalho também apresenta uma modelagem numérica, via Método dos Elementos Finitos (MEF), para vigas disponíveis na literatura técnica, de forma a complementar a análise do comportamento das vigas durante o carregamento e também verificar a validade do modelo numérico proposto, principalmente em relação aos critérios de análise adotados no modelo numérico, como distribuição das tensões de von Mises, endurecimento isotrópico e comportamento tensão x deformação do aço por meio do gráfico multilinear, também disponível na literatura técnica. A validade permite que as vigas propostas, com geometria Anglosaxão, Litzka e Peiner, possuam confiabilidade de análise do modelo, sendo que para o carregamento proposto a viga Anglo-saxão obteve maior resistência, devido principalmente pela pequena distância entre os furos e também a menor largura total da abertura. Os resultados dos modelos numéricos, via MEF, apresentaram boa precisão quando comparado aos resultados experimentais, mostrando que que o MEF é uma ferramenta extremamente útil para análises não-lineares, desde que o modelo esteja devidamente calibrado. Outro resultado importante são os valores de resistência apresentados pelo procedimento analítico proposto, ao qual apresenta boa aproximação aos valores reais do experimento e também dos valores de resistência obtidos nos modelos numéricos propostos, podendo, assim, ser adotado para o dimensionamento prático dessas vigas.