CONCLUSÕES DO REFORÇO DO NÓ TÍPICO – PROPOSTA 1

12.1.1. Conclusões do estudo preliminar computacional

A partir do estudo preliminar computacional, realizado no Capítulo 4, podemos listar algumas importantes observações. Lembrando que neste estudo foram analisados estruturas com três configurações de ligações: Ligação ideal “LI”, Ligação típica “LT” e Ligação típica com distanciador “LTD”.

• As forças axiais nos elementos das treliças apresentaram a mesma intensidade para os três modelos. Não tiveram variação maior que 2,8%, podemos assim considerar invariável; • A estrutura treliçada composta com ligação típica “LT” apresentou um aumento de até 93%, no momento fletor, em relação à estrutura com ligação ideal “LI”;

• A estrutura treliçada composta com nó típico e distanciador “LTD” apresentou uma diminuição de até 62%, no momento fletor, em relação à estrutura com nó típico “LT”; • Os deslocamentos verticais no nó central da estrutura com ligação ideal “LI”, ligação típica “LT” e ligação típica com distanciador “LTD”, foram respectivamente de 2,39mm, 11,26mm e 3,39mm.

Foi observado que a solução proposta neste trabalho (ligação típica com distanciador - LTD) satisfaz as previsões de melhoria da ligação típica. Pois ficou constatada uma diminuição do momento fletor na ligação, além da diminuição do deslocamento vertical da estrutura. Logo este estudo preliminar, de investigação do reforço, respaldou a necessidade de estudos experimentais na ligação da estrutura espacial.

12.1.2. Conclusões do estudo experimental estático

Inicialmente estava previsto um estudo comparativo entre a estrutura espacial com nó típico “LT” e a estrutura com nó típico com distanciador “LTD”. Entretanto durante os ensaios experimentais estáticos (Capítulo 5) observou-se o colapso das estruturas nas extremidades amassadas dos elementos. Logo foi proposto o reforço da região amassada com chapas cobrejunta. Portanto, no estudo experimental estático foram analisadas estruturas com três configurações de ligação: Ligação típica “LT” com três protótipos LTE1, LTE2 e LTE3; Ligação típica com distanciador “LTD” com três protótipos LTDE1, LTDE2 e LTDE3; Ligação típica com distanciador e chapa cobrejunta “LTDC” com três protótipos LTDCE1, LTDCE2 e LTDCE3. Após os ensaios foram feitas médias aritméticas com os resultados dos três ensaios de cada modelo. Dessa forma podem-se salientar as seguintes conclusões.

• Os protótipos de estruturas espaciais com nós típicos (LTE1, LTE2 e LTE3) apresentaram dois modos de colapso. O colapso local da ligação com uma carga de 25kN no nó 9 (central), caracterizado por um excesso de deformação no nó. E o colapso global da estrutura com uma carga de 35,60kN no nó 9 (central), caracterizado pela flambagem dos elementos comprimidos, será considerado o ponto do colapso da estrutura o colapso local da ligação;

• Os protótipos de estruturas espaciais com nós típicos e distanciador (LTDE1, LTDE2 e LTDE3) apresentaram colapso abrupto na ligação na região amassada da barra com uma carga média de 38kN, no nó 9 (central);

• Os protótipos de estruturas espaciais com nós típicos, distanciador e chapa cobrejunta (LTDCE1, LTDCE2 e LTDCE3) apresentaram colapso por flambagem da barra com uma carga média de 42,6kN, no nó 9 (central);

• Quanto à carga de colapso a estrutura com ligação típica e distanciador “LTD” e Ligação típica com distanciador e chapa cobrejunta “LTDC” obtiveram um aumento de resistência respectivamente de 52% e 70%, em relação à ligação típica “LT”, considerando o colapso da ligação;

• Os deslocamentos médios verticais no nó central da estrutura, para uma carga de 25kN, com ligação típica “LT”, ligação típica e distanciador “LTD” e Ligação típica com distanciador e chapa cobrejunta “LTDC”, foram respectivamente de 21,45mm, 18,90mm e 13,25mm;

• Quanto ao deslocamento vertical, no nó central, as estrutura com ligação típica e distanciador “LTD” e Ligação típica com distanciador e chapa cobrejunta “LTDC” obtiveram uma redução de flecha, respectivamente de 12% e 38%, em relação à ligação típica;

Ao final do estudo experimental estático, a ligação típica com distanciador e chapa cobrejunta “LTDC” sagrou-se como produto final para o reforço do nó típico (PROPOSTA 1). Foi observado que este reforço propicia um aumento na resistência da estrutura, evidenciado por uma maior carga de colapso para um menor deslocamento vertical. Este reforço garantiu a integridade da ligação até o ponto de colapso da estrutura por flambagem do elemento comprimido.

O aumento da rigidez da estrutura é constatado por menores deslocamentos para maiores carregamentos aplicados. Tal fato ressalta a necessidade de um estudo experimental dinâmico, para verificar se este aumento de rigidez não afeta negativamente a resistência à fadiga da estrutura.

12.1.3. Conclusões do estudo experimental dinâmico

Estudos anteriores indicaram a ligação típica com distanciador e chapa cobrejunta “LTDC” como o produto final da “proposta 1” desta tese. Foi evidenciado um aumento da rigidez estrutural neste tipo de estrutura. Portanto foram realizados estudos experimentais dinâmicos para verificar se este aumento de rigidez diminui a vida útil da estrutura devido a carregamentos cíclicos. Foram estudados oito protótipos de estruturas, sendo: quatro protótipos com ligação típica “LT” (LTD1, LTD2, LTD3 e LTD4); e quatro protótipos com ligação típica com distanciador e chapa cobrejunta “LTDC” (LTDCD1, LTDCD2, LTDCD3 e LTDCD4). Após os ensaios dinâmicos (Capítulo 6) foi possível constatar:

• Os protótipos de estruturas espaciais com nós típicos, distanciador e chapa cobrejunta (LTDCD) apresentaram um acréscimo de 51% na sua resistência à fadiga e, comparação com os protótipos com nós típicos;

• As rupturas por fadiga ocorreram sempre nas extremidades das diagonais, para ambos os modelos de protótipos;

12.1.4. Conclusões do estudo computacional

O estudo experimental dinâmico evidenciou a ruptura das estruturas nas extremidades das diagonais. Desta forma um estudo computacional em elementos finitos de placa (Capítulo 7) foi desenvolvido para analisar as tensões nos componentes das estruturas. Foram aplicadas cargas que provocassem o deslocamento da amplitude dos ensaios dinâmicos e assim traçar a “curva S-N” para as estruturas. Foram estudados protótipos com ligação típica “LT” e protótipos com ligação típica com distanciador e chapa cobrejunta “LTDC”. Após os ensaios foi possível constatar:

• As tensões têm maior intensidade nas extremidades do que no meio dos elementos ; • As diagonais apresentarão maior intensidade de tensão que os banzos;

• Os modelos com ligação típica, distanciador e chapa cobrejunta apresentaram menores tensões que os modelos com ligação típica;

12.2. CONCLUSÃO DO ESTUDO DA METODOLOGIA PARA O CÁLCULO DE