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Metadados | Descrição | Idioma |
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Autor(es): dc.contributor | Bezerra, Luciano Mendes | - |
Autor(es): dc.contributor | Evangelista Junior, Francisco | - |
Autor(es): dc.creator | Borges, Jéssica Ferreira | - |
Data de aceite: dc.date.accessioned | 2024-07-22T13:04:08Z | - |
Data de disponibilização: dc.date.available | 2024-07-22T13:04:08Z | - |
Data de envio: dc.date.issued | 2022-05-03 | - |
Data de envio: dc.date.issued | 2022-05-03 | - |
Data de envio: dc.date.issued | 2022-05-03 | - |
Data de envio: dc.date.issued | 2021-12-20 | - |
Fonte completa do material: dc.identifier | https://repositorio.unb.br/handle/10482/43618 | - |
Fonte: dc.identifier.uri | http://educapes.capes.gov.br/handle/capes/817118 | - |
Descrição: dc.description | Tese (Doutorado) — Universidade de Brasília, Programa de Pós-Graduação em Estruturas e Construção Civil, Faculdade de Tecnologia, 2021. | - |
Descrição: dc.description | Nos perfis metálicos que não possuam todas as abas conectadas por parafusos ocorrem efeitos de concentrações de tensões desiguais ao longo da seção transversal. Esse efeito é denominado shear lag e vários pesquisadores têm explorado formulações matemáticas para representá-lo. Para considerar o shear lag, normas técnicas e trabalhos científicos conceituados na área de conexões em aço utilizam o coeficiente de redução de área líquida (Ct) expresso por equações obtidas através de regressão. Este trabalho avalia as incertezas das formulações apresentadas no EN 1993:2005 (2005a), apresentadas também por Paula, Bezerra e Matias (2008), ABNT NBR 14762:2010 (2010), AISI:2016 (2016) e por Pereira (2020). Tais formulações são escritas em termos das geometrias das conexões e da aleatoriedade de algumas outras variáveis. Para isso, foi contabilizada a dispersão das predições de ruptura por área líquida aplicando-se testes de aderência. Também foram realizadas análises de sensibilidade e experimentos estocásticos por LHS (ou HLS - Simulação por Hipercubo Latino). Dessa forma, foi possível estabelecer orientações para projetistas em relação a assertividade de cada predição considerando diferentes configurações geométricas das ligações parafusadas de cantoneiras formadas a frio. Também foi realizada a calibração das equações propostas para garantir a confiabilidade necessária para tornar a predição um valor de projeto, segundo recomendações do EN1990:2002. Em paralelo às análises citadas, 29 modelos numéricos foram discretizados e validados através do Método dos Elementos Finitos (MEF), por meio do programa Abaqus®, com o intuito de investigar a resposta estrutural da conexão sob tração e o contato entre parafusos e chapas conectadas até a ruptura da seção líquida. Para isto, foi considerado um modelo elasto-plástico para o aço, bem como as suas propriedades de comportamento ao dano dúctil e a plasticidade usando o modelo de Johnson-Cook. Com os resultados obtidos das análises, foi possível observar que não há uma variável única que controle o efeito de shear lag. Entretanto, foi possível concluir que o aumento do número de seções conectadas traz menor incerteza aos modelos. Ficou também estabelecido que para tornar os modelos matemáticos mais precisos, mais atenção deve ser dada às conexões com duas seções de conectores parafusados. Também se concluiu que a equação de Paula, Bezerra e Matias (2008) apresentou menor coeficiente para a calibração, demonstrando que ela possui boa representatividade matemática. Nota-se ainda que o EN 1993:2005 instrui um uso de coeficiente de minoração inferior ao encontrado com o conjunto de dados usados nesta pesquisa. Os resultados do modelo computacional pelo MEF tiveram êxito na consideração da teoria do dano dúctil de Johnson-Cook, com valores numéricos de força última e deslocamento na ruptura razoavelmente compatíveis com os resultados experimentais. As tensões e deformações numéricas apresentaram comportamento próximo para cantoneira de abas iguais e abas desiguais, com um decréscimo acentuado de valor de intensidade de tensão em pontos mais afastados do perímetro do furo do parafuso. Em todas as abas desconectadas (bd) houve um ponto de inflexão nos valores de tensão normal a uma distância de ¼ a ½ bd da borda livre, após se atingir a não linearidade física das tensões na aba conectada (bc). No caso de duas linhas de parafusos por seção transversal, toda a bc apresentou concentrações de tensão próximas. | - |
Descrição: dc.description | Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES). | - |
Descrição: dc.description | Shear lag occurs when steel profiles do not have all legs appropriately connected by bolts, resulting in unequal stress distributions. Many researchers have looked into mathematical representations of the shear lag phenomenon. Standards and notable scientific papers in the field of steel connections use the net area reduction coefficient (Ct) expressed by regression equations to account for shear lag. This study will assess the formulations presented in EN 1993:2005 (2005a), as well as Paula, Bezerra, and Matias (2008), ABNT NBR 14.762:2010 (2010), AISI:2016 (2016), and Pereira (2020). The geometries of the connections and the random uncertainties of some other variables are used to express such formulations. For the assessment of the presented formulations, the dispersion of the net section rupture predictions were considered for adherence tests, sensitivity analyses, and stochastic experiments were also performed by LHS (Latin Hipercubo Simulation). In this way, it was possible to establish guidelines to designers with respect to the assertiveness of each prediction considering different geometric configurations of cold-formed steel angle bolted connections. The proposed equations were also calibrated to ensure the reliability required for use in design, as per EN1990:2002 recommendations. In addition to the aforementioned analyses, 29 numerical models were discretized and validated using the Finite Element Method (FEM) and the Abaqus® software to investigate the structural response of the connection under traction and the contact between bolts and surfaces until the net section rupture. An elasto-plastic model for steel, as well as its properties for ductile damage and plasticity behavior using the JohnsonCook's plasticity model, was considered in the FEM. From the FEM results, it was possible to observe that there is no single variable that can control alone the shear lag effect. However, it is possible to conclude that as the number of connected sections grows, the model's uncertainty decreases. It was also determined that, in order to improve the accuracy of mathematical models, more attention should be paid to connections involving two bolted sections. It was also determined that the equation of Paula, Bezerra, and Matias (2008) had the lowest calibration coefficient, indicating that it is mathematically representative. It's also worth noting that the EN 1993:2005 specifies a lower reduction coefficient than the one found in this study's data set. The FEM results were successful in considering the ductile damage theory of Johnson-Cook plasticity, with numerical values of ultimate stress, rupture load, and displacement that were reasonably compatible with the experimental results. For angles with equal legs and unequal legs, the numerical stresses and strains showed similar behavior, with a significant decrease in stress intensity value for points away from the bolt hole borders. After the physical nonlinearity of stresses in the connected leg was achieved, there was an inflection point in the normal stress values at a distance of 1/4 to 1/2 of the disconnected leg (bd) from the free edge of all disconnected legs. All connected leg (bc) showed similar stress concentration in the case of two rows of bolts per cross section. | - |
Formato: dc.format | application/pdf | - |
Direitos: dc.rights | Acesso Aberto | - |
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Palavras-chave: dc.subject | Ruptura por seção líquida | - |
Palavras-chave: dc.subject | Quantificação de incerteza | - |
Palavras-chave: dc.subject | Confiabilidade estrutural | - |
Palavras-chave: dc.subject | Análise de tensões | - |
Título: dc.title | Confiabilidade, quantificação de incerteza e análise das tensões em cantoneiras de aço formadas a frio parafusadas e sob efeito shear lag | - |
Título: dc.title | Reliability, uncertainty quantification and stress analysis in cold-formed bolted steel angle under shear lag effect | - |
Aparece nas coleções: | Repositório Institucional – UNB |
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