Análise do comportamento de perfis metálicos enformados a frio com secção em Ω

Abstract

O presente trabalho incide sobre a análise do comportamento de perfis metálicos enformados a frio com secção transversal tipo Ω. Os elementos que compõem a secção transversal dos perfis metálicos enformados a frio são considerados esbeltos e apresentam uma espessura reduzida. Apesar da elevada esbelteza dos elementos que constituem a secção transversal, os perfis metálicos enformados a frio apresentam uma boa capacidade resistente, razão pela qual têm despertado interesse em inúmeros setores e, de entre eles, o setor da construção. Os perfis metálicos enformados a frio apresentam inúmeras possibilidades geométricas para a secção transversal. Dada a sua reduzida espessura são suscetíveis a fenómenos de instabilidade local e/ou global. Estes fatores aumentam o grau de complexidade associado ao seu dimensionamento. Neste sentido, é relevante analisar a adequabilidade da parte 1-3 da norma europeia EN 1993 a perfis metálicos enformados a frio com secção transversal de tipo Ω. Com o objetivo de estabelecer metodologias de dimensionamento e verificação de segurança de perfis metálicos enformados a frio com secção transversal em Ω, quando submetidos a esforços de compressão, flexão e corte, esta dissertação desenvolve as seguintes tarefas principais: quantificação analítica da capacidade resistente de várias tipologias de secção transversal, de acordo com as disposições da EN 1993-1-3; desenvolvimento de uma campanha experimental onde se realizam ensaios em elementos estruturais submetidos a flexão; desenvolvimento de modelos numéricos que sejam representativos dos ensaios experimentais, recorrendo a software avançado baseado no método de elementos finitos.

This work focuses on the behaviour of cold-formed steel elements with Ω cross section. The elements that constitute the cross section of cold-formed steel elements are considered slender, and have a very thin thickness. Nevertheless, cold-formed steel sections present high strength capacity, which is the reason why so many sectors, and among them the construction industry, are interested in using them. Cold-formed steel elements enable a wide range of geometrical possibilities for the cross section. Due to the reduced thickness the sections are sensitive to global buckling and/or local buckling phenomenon. These factors increase the complexity of the design calculation. In this sense, it is important to analyze the suitability of part 1-3 included in the European Standard EN 1993 in the analysis of cold-formed steel elements with Ω cross sections. With the aim of establishing methodologies for the design and safety verification of coldformed steel elements with Ω cross sections submitted to compression, bending and shear stresses, this work develops the following tasks: analytical quantification of the strength capacity based on EN 1993-1-3 dispostions; development of an experimental campaign where tests are performed on structural elements subjected to bending; numerical analysis using advanced software that is based on the finite element method.