Avaliação Numérica de Colunas Tubulares Mistas
Bruno Vicente Dias1; Luciano Rodrigues Ornelas de Lima1; Pedro Colmar Gonçalves da Silva Vellasco1; André Tenchini da Silva1; Sebastião Arthur Lopes de Andrade2
1 UERJ - Universidade do Estado do Rio de Janeiro; 2 PUC-Rio - Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro
doi:10.20906/CPS/CILAMCE2015-0577
Resumo
O emprego do aço inoxidável em colunas mistas aço-concreto traz vários benefícios a estrutura, dentre eles a alta resistência à corrosão, durabilidade, resistência ao fogo, facilidade de manutenção e elevado valor estético. A utilização de sistemas mistos em colunas tem tido um grande avanço em obras portuárias, terminais aeroportuários, pontes e viadutos. Uma vantagem particular das colunas mistas é a redução da área da seção transversal, além de poderem ser construídas mais rapidamente, possuírem fácil manutenção e garantirem grande economia de materiais, comparando com estruturas executadas em concreto armado convencional. Isto se dá porque as colunas são preenchidas parcialmente, o que elimina a utilização de formas reduzindo o custo final da obra; e se dispensa a colocação de armadura no concreto introduzindo um segundo tubo, constituído de aço carbono, no interior do tubo principal de aço inoxidável, caracterizando uma coluna de perfil tubular de parede dupla preenchida com concreto. O presente trabalho tem como objetivo apresentar modelos numéricos, através do método dos elementos finitos, de uma coluna mista em perfil tubular, composta por tubos circulares de aço inoxidável e aço carbono concêntricos preenchidos com concreto entre eles, permitindo, com a colocação de imperfeições geométricas, efetuar uma análise não-linear a fim de simular e avaliar seu comportamento estrutural, verificando sua estabilidade com diferentes parâmetros e comparando os resultados com os obtidos em ensaios de resistência a compressão realizados em laboratório. Após a realização da calibração dos modelos numéricos com os modelos experimentais foram realizadas análises paramétricas a fim de analisar o comportamento da estrutura variando a espessura do tudo de inox (externo), o diâmetro do tubo aço de carbono (interno), a influência da resistência do concreto e o comprimento da coluna. Os resultados mostraram que estas colunas proporcionam um ganho considerável de resistência com redução de material quando comparadas com soluções
Palavras-chave: Avaliação numérica; Colunas tubulares mistas; Aço inoxidável; Aço carbono; Estabilidade; Análise não-linear