Verificação de segurança de perfis de aço enformado a frio com secção em C

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Civil - Estruturas e Geotecnia

Este trabalho incide sobre a análise e dimensionamento de secções de aço enformadas a frio de acordo com o Eurocódigo 3, nomeadamente as Partes 1-1, 1-3 e 1-5 desse documento. Inicialmente é feita uma descrição geral do desenvolvimento do aço enformado a frio desde o seu aparecimento, referindo aspectos relativos ao seu processo de fabrico e realçando as vantagens deste produto na construção. Tendo em conta que a estabilidade deste tipo de elementos é afetada pela sua elevada esbelteza, são analisados os tipos de instabilidade mais comuns em elementos de aço e em particular os fenómenos de encurvadura mais significativos em elementos enformados a frio, apresentando-se as características principais dos mesmos. De seguida analisam-se as metodologias que o Eurocódigo 3, principalmente a sua Parte 1-3, fornece de modo a se proceder a um correcto dimensionamento de um perfil enformado a frio com uma secção transversal genérica, dando especial importância ao cálculo das larguras e espessuras efetivas dos elementos, que estão relacionadas com os modos de instabilidade local e distorcional, respetivamente. Procede-se depois à caracterização das várias regras de verificação de segurança que devem ser asseguradas de modo a garantir, quer a resistência das secções aos esforços quer a resistência das peças à encurvadura. Finalmente, efectua-se um estudo numérico recorrendo ao Matlab, definindo todos os passos necessários a um correto dimensionamento de perfis enformados a frio, e analisando correspondente conjunto de resultados. Neste estudo, onde se variam as dimensões da secção transversal e os esforços atuantes, procura-se obter, para cada situação considerada, a secção que verifica todas as condições de segurança.