Análise de fatores de concentrações de tensões em ligações tubulares

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Civil, perfil de Estruturas

Nesta dissertação analisa-se a concentração de tensões em ligações metálicas tubulares de secção circular, dando-se particular relevo às ligações do tipo T e K sujeitas a cargas axiais. Esta análise foi feita com o objectivo de verificar a adequabilidade dos documentos de referência e compreender a evolução dos fatores de concentração de tensões em ligações tubulares de secção circular. As ligações são modeladas em elementos finitos de casca fina de acordo com as recomendações da DNV (2010), sendo utilizado o programa SAP2000 (v.15). O estudo é dividido em duas fases distintas, sendo que numa primeira fase, é feito um estudo de convergência das malhas de elementos finitos para cada ligação, na qual é variado o número de graus de liberdade na interface da corda e o Braço. Numa segunda fase, é realizada uma comparação entre o FCT convergido e as metodologias de referência e um caso de estudo. Os resultados obtidos permitem concluir que diferentes extrapolações lineares para obter a tensão no hot spot não influenciam o resultado final dos FCT. Contudo, a utilização de elementos finitos de casca fina promovem divergências significativas de FCT em comparação com elementos finitos de matriz tridimensional. Estas conclusões promovem a abertura de desenvolvimentos futuros, sendo que a análise pode ser alargada à modelação por elementos finitos com elementos tridimensionais, através da modelação da soldadura. Por outro lado, seria interessante realizar um estudo análogo para ligações de secção retangular. Adicionalmente, seria proveitoso obter um consenso entre metodologias de forma a encontrar um FCT ideal para cada tipo de ligação.