Avaliação de ligações tubulares tipo T entre CHS com reforço tipo chapa.

Os perfis tubulares sem costura são utilizados em diversos países, principalmente devido às vantagens associadas à estética a sua elevada resistência à torção, cargas axiais e efeitos combinados. Canadá, Inglaterra, Alemanha e Holanda utilizam de forma veemente estas estruturas e possuem produção contínua e industrializada com alto nível de desenvolvimento tecnológico. O Brasil, porém, se limitava praticamente ao uso destes perfis nas coberturas espaciais. Devido ao aumento da utilização desses tipos de estruturas, fez-se necessário o aprofundamento dos estudos com métodos de análise coerentes para utilização de perfis tubulares, principalmente em relação às ligações, pois são consideradas regiões vulneráveis neste tipo de estrutura. Para atender a necessidade de normatização deste procedimento desenvolveu-se uma norma brasileira específica para o dimensionamento de estruturas em perfis tubulares. Considerando esta perspectiva, este trabalho apresenta uma análise de ligações tipo T com reforço tipo chapa com perfis tubulares circulares (CHS) para o banzo e para o montante efetuada com base na norma europeia, Eurocode 3, no CIDECT, na NBR 16239:2013 e ISO 14346. Desenvolveu-se no programa Ansys um modelo de elementos finitos para cada tipo de ligação analisada, calibrado e validado com resultados experimentais e numéricos existentes na literatura. Verificou-se a influência da compressão atuante no montante no comportamento global das ligações. As não-linearidades físicas e geométricas foram incorporadas aos modelos a fim de se mobilizar totalmente a capacidade resistente desta ligação. A nãolinearidade do material foi considerada através do critério de plastificação de von Mises através da lei constitutiva tensão versus deformação bilinear de forma a exibir um comportamento elasto-plástico com encruamento. A não-linearidade geométrica foi introduzida no modelo através da Formulação de Lagrange Atualizada. A análise dos esforços resistentes obtidos em comparação com os resultados do modelo numérico, apresentaram valores a favor da segurança no cálculo utilizando as equações de dimensionamento. Por fim um estudo para fatores de correção das equações de dimensionamento foi também proposto.

Seamless tubular profiles are used in several countries, mainly due to the advantages associated to aesthetics, high torsional stiffness and ability to sustain axial loads and combined effects. Canada, England, Germany and the Netherlands frequently use these structures having a continuous industrialized production with high level of technological development. In the past few years the use of these elements in Brazil was practically limited to 3D trusses. This scenario has changed due to the increased use of these types of structures ratifying the pressing needs for studies associated to their structural response and in particular, the complete understanding of their structural joints. In order to provide guidelines for the design joints a Brazilian standard was recently approved for tubular joints structural design. Within this perspective, the present study presents an analysis of "T" tubular joints with circular hollow sections (CHS) based on the Eurocode 3, CIDECT, NBR 16239: 2013 and ISO 14346. A finite element model for each joint type was developed in the Ansys program. These models were calibrated and validated against experimental and numerical results present in the literature. The results proved the substantial influence of the flange compression forces over the joints overall behaviour. Physical and geometrical nonlinearities were incorporated into the models in order to fully mobilize their structural capacity. The material nonlinearity was considered by the adoption of the von Mises criteria and a bilinear stress versus strain response to represent an elastic-plastic strain hardening behaviour. The geometric nonlinearity has been introduced into the model through Updated Lagrangian formulation. The numerical analysis results were compared to the design standard predictions results and proved the conservatism of the design equation values. Finally, correction factors were proposed to the standard design equations to better match them to the numerical results.