reserva de resistÃªncia inelÃ¡stica de vigas tipo caixa formadas ... - Ucg

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“II Congresso Internacional da Construção Metálica – II CICOM” “I Jornada Científica da Engenharia - UCG” 1- INTRODUÇÃO O dimensionamento das vigas de aço pode basear-se em métodos de dimensionamento elásticos ou que considerem a reserva de resistência inelástica ou plastificação das suas seções transversais. A resistência máxima à flexão de uma viga, alcançada quando a sua seção transversal mais solicitada atinge uma configuração das tensões normais atuantes igual à ilustrada pelo item c da figura 1, é chamada plastificação total ou reserva de resistência inelástica total. Tensão atuante < f y f y f y Altura do perfil Tensão atuante < f y f y f y a) b) c) Figura 1 – Distribuição das tensões ao longa da altura de uma seção transversal fletida. a) limite elástico, b) reserva de resistência inelástica parcial, c) reserva de resistência inelástica total. As seções transversais de perfis laminados e soldados são classificadas por diversas normas, quanto à sua resistência à flexão, em seções classe 1, 2, 3 e 4. As vigas classe 1 (compactas) e as vigas classe 2 atingem a plastificação total da seção transversal. As vigas de perfis formados a frio não são classificadas como as vigas de perfis laminados e soldados e também não atingem a plastificação total da seção transversal, como as seções compactas ou classe 1, mas para certos intervalos das relações b/t ou esbeltez λ dos elementos que lhe constituem (flanges e almas), podem apresentar uma redistribuição de tensões ao longo da sua altura, que configura a existência de uma reserva de resistência inelástica parcial da seção transversal. Os intervalos para a esbeltez de elementos uniformemente comprimidos no seu estado limite último são divididos em : (Sarmanho, 1991) - Para λ ≤ 0,673 tem-se a região I, que define o limite do parâmetro de esbeltez para os elementos de chapa de forma que a sua largura efetiva seja igual à sua largura total (b e = b) para valores de tensões atuantes menores que a tensão crítica de flambagem elástica, mas iguais à tensão de escoamento, f y . Assim estes elementos atingem o seu estado limite último por plastificação sem sofrerem flambagens locais elásticas. - Para 0,673 ≤ λ < 1,2 , a região II que caracteriza os elementos de chapa que atingem a tensão de escoamento no seu estado limite último mas com baixa reserva de resistência elástica. - Para λ > 1,2, a região III que compreende os elementos que sofrem flambagem elástica para um nível de tensão atuante menor que f y .
A figura 2 ilustra estas regiões. “II Congresso Internacional da Construção Metálica – II CICOM” “I Jornada Científica da Engenharia - UCG” b e b 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 I II I λ = 0,673 λ = 1, 2 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 λ p = III f Figura 2 – Regiões de comportamento das chapas ou elementos tipo AA uniformemente comprimidos. y f cr As flanges das vigas de perfis formados a frio, como as vigas tipo caixa submetidas a flexão simples, são elementos uniformemente comprimidos. As dimensões comerciais dos perfis caixa, apresentadas em catálogos nacionais variam entre 50 mm a 400 mm para a altura, 50 mm a 200 mm para a largura total das duas flanges e 10 a 25 mm para a altura dos enrijecedores de borda, em espessuras que vão de 1,5 a 4,75 mm. A figura 3 apresenta a variação da esbeltez, λ, da flange de um perfil U enrijecido, usado na composição da seção transversal tipo caixa, em função das possíveis espessuras comerciais. Esbeltez do flange 1,00 0,80 0,60 0,40 0,20 b=85 b=75 b=50 b=40 b=25 b=100 mm λ = 0,673 b=60 Região I x y y x 0,00 1,00 2,00 3,00 4,00 5,00 t (mm) Figura 3 – Esbeltez λ das flanges dos perfis tipo caixa catalogados comercialmente no Brasil. Constata-se que grande parte dos perfis formados a frio tipo U enrijecido apresentam esbeltez da flange λ
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