Avaliação numérica e analítica de deslocamentos para vigas I-Joists

Matheus de Godoy Tavares; Jorge Luís Nunes de Góes

doi:10.20906/CPS/SICITE2015-0184

Resumo

Os produtos engenheirados de madeira (PEM) tem ganhado ascensão no mercado da construção civil no Brasil, sendo produtos que aliam baixo peso específico, alta resistência mecânica e controle de qualidade. As vigas I-Joist são um exemplo de PEM e, utilizadas em larga escala na América do Norte e Europa. Consistem de mesas superior e inferior de madeira serrada e alma em OSB. Este trabalho apresenta uma avaliação do comportamento estrutural com foco nos deslocamentos de vigas I-Joists utilizando diferentes modelos matemáticos, considerando as deformações por cisalhamento. São comparados três modelos distintos a saber: modelo analítico via Princípio dos Trabalhos Virtuais, modelo analítico via Rancourt e modelo numérico via Elementos Finitos. O estudo se baseou nas PRIs 60, padronizadas pela ASTM com vão variando de acordo com a razão de L/H, utilizando a configuração estática de flexão em quatro pontos. O modelo numérico foi desenvolvido no software Autodesk Mechanical Simulation®, utilizando elemento de volume com três graus de liberdade em cada nó, admitindo constantes elásticas segundo a NBR 7190 e EN 12369-1. Ambos modelos analíticos, PTV e Rancourt, apresentaram resultados satisfatórios, quando comparados com o modelo numérico em elementos finitos. O modelo analítico via PTV produziu valores de flecha mais próximos aos do modelo numérico, variando de 2,84% a 0,02%, respectivamente, L/H=6 e L/H=24. O modelo analítico via Rancourt, apresentou diferenças de 4,64% a 0,93%, respectivamente para L/H=6 e L/H=24. O modelo analítico via PTV proporcionou melhores resultados, seguido pelo analítico via Rancourt. Deve-se destacar o modelo analítico via Rancourt que apresenta simplicidade de aplicação e ainda proporciona valores de flechas satisfatórios, quando comparado com os demais modelos, sendo mais indicado para ser incorporado em um documento normativo.

Palavras-chave: I-Joist; deformação por cisalhamento; modelo numérico; comportamento estrutural