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CAAPPÍÍTTUULLOO
5 CONCLUSÕES 5 5
conforme especificam as normas para os casos de perfis monossimétricos. Nesse contexto, a utilização do índice de esbeltez modificado proposto na norma americana ANSI/AISI S100 (2007) para perfis compostos com presilhas intermitentes (item 2.5.2) aumentou ainda mais as diferenças entre as curvas referentes à flexo-torção e os resultados numéricos, já que a redução de resistência devido a essa ligação descontínua entre as cantoneiras que compõem os perfis são considerados nessa metodologia.
Em relação aos modos de instabilidade referentes ao colapso do perfil estudado, no geral, os modelos numéricos apresentaram resultados coerentes com as previsões teóricas para perfis monossimétricos. Apesar da grande interação entre os modos de instabilidade no momento em que ocorre a falha dos perfis, notou-se que o modo global por flexo-torção do perfil composto, juntamente com as instabilidades locais (flexo-torção das cantoneiras entre presilhas) foram predominantes na maioria dos perfis analisados (Figura 4.8 à Figura 4.15).
No entanto, à medida que se aumenta a esbeltez do perfil o modo de instabilidade global por flexão em relação ao eixo de menor inércia da seção passa a exercer maior influência na estabilidade do elemento estrutural, exatamente como é previsto nas normas (Figura 4.11).
Outro fato interessante observado nas análises numéricas é que as condições de vinculação alteram de forma significativa o comportamento dos perfis. Para os modelos com dispositivos de apoio que permitem apenas a rotação em torno do eixo de maior inércia (Rótula no eixo-y) os perfis apresentaram trajetórias de deformações que se aproximam mais do comportamento de um perfil “T” (as duas cantoneiras tendem a trabalhar como uma peça única), tendo pouca alteração nos valores de resistência e nas configurações deformadas mesmo com a variação das imperfeições geométricas iniciais. Porém, nas situações em que os dispositivos de apoio permitem somente a rotação em torno do eixo de menor inércia (Rótula no eixo-x), notou-se grande participação das cantoneiras que compõem o perfil nos trechos entre presilhas, apresentando maior sensibilidade às imperfeições geométricas iniciais.
• Compressão excêntrica
No caso dos perfis submetidos à compressão excêntrica os valores de força normal de compressão resistente obtidos conforme as normas ABNT NBR 14762:2010 e ANSI/AISI S100 (2007) também se mostraram bem conservadores quando comparados com os resultados das análises numéricas. Verificou-se que a consideração da rigidez da ligação parafusada por meio da redução do coeficiente de flambagem (Kx = 0,8) contribui para uma melhor aproximação das curvas resultantes das prescrições normativas com os resultados numéricos
nas situações em que predomina a instabilidade global por flexão, como nos perfis com maior esbeltez global. No entanto, para os perfis menos esbeltos tal consideração não gera qualquer influência nos resultados, uma vez que os feitos das instabilidades locais e torcionais predominam nos perfis mais curtos (Figura 4.28 e Figura 4.29).
A situação se torna mais crítica na medida em que se aumenta a esbeltez local dos perfis. As análises numéricas realizadas no presente trabalho para perfis com abas de 60mm e espessura de 1,5mm (relação largura/espessura das abas das cantoneiras b/t = 40) indicam que os valores de resistência dos perfis em questão podem resultar muito superiores àqueles obtidos por meio dos procedimentos normativos. Nesses casos, nem mesmo a redução do coeficiente de flambagem citada anteriormente (Kx
Figura 4.39
= 0,8) é suficiente para aproximar as curvas de dimensionamento aos resultados numéricos, pois a reduzida espessura das chapas acaba conduzindo a uma baixa rigidez desses perfis aos modos torcionais, que passam a comandar o dimensionamento ( e Figura 4.40).
Assim como a esbeltez local das chapas, o número e a disposição das presilhas que ligam as cantoneiras também mostraram grande influência no comportamento estrutural dos perfis analisados. Nota-se que a quantidade ideal de chapas separadoras está diretamente relacionada à inserção de uma presilha na metade do comprimento do perfil, situação em que se obtém maior resistência à compressão. Sendo assim, considerando presilhas igualmente espaçadas, percebem-se ganhos expressivos de resistência para os perfis em questão quando se altera um número par de presilhas para o numero ímpar imediatamente superior; ou, em outras palavras, não há perdas significativas de resistência quando da redução de um número par de presilhas para a quantidade ímpar imediatamente inferior (Figura 4.31 e Figura 4.42).
Conforme esperado, a não utilização de chapas separadoras conduz a significativos impactos na resistência e no comportamento estrutural desse tipo de perfil. Nessa situação, as cantoneiras que compõem o perfil passam a atuar isoladamente, sem qualquer interação entre elas, o que acaba resultando em valores de forças de compressão resistentes bem menores do que nos perfis que dispõem de uma ou mais presilhas. Dentro desse contexto, ressalta-se a boa aproximação das curvas resultantes dos procedimentos de cálculo da ABNT NBR 8800:2008 para cantoneiras simples sob compressão e conectadas por uma das abas, o que pode ser um indício de que tal procedimento também é aplicável para as cantoneiras de aço formadas a frio (Figura 4.30 e Figura 4.41).
Quanto aos modos de instabilidade predominantes, as análises numéricas confirmaram a expectativa de grande influência da excentricidade do carregamento e das condições de
vinculação na configuração deformada resultante. Para os perfis com maior esbeltez local o modo global por flexão da barra é, juntamente com as instabilidades localizadas, o principal responsável pelo colapso do elemento estrutural. Porém, a redução da espessura das chapas e o aumento na quantidade de presilhas fazem com que os efeitos da instabilidade global por flexo-torção da peça composta também se tornem influentes na perda de estabilidade dos perfis, que passa a ser governada pela atuação simultânea dos três modos de instabilidade (local e global por flexão e por flexo-torção) característicos dos perfis monossimétricos (Figura 4.20 à Figura 4.27 e Figura 4.32 à Figura 4.38).
Portanto, conclui-se que a ocorrência de um ou outro modo de instabilidade nos perfis dupla cantoneira aqui estudados não é de fácil previsão, uma vez que depende de vários fatores, como: índices de esbeltez global e local dos perfis, forma de vinculação de suas extremidades, tipo de carregamento (se é centrado ou excêntrico), número de presilhas e imperfeições geométricas iniciais presentes. Além disso, as análises numéricas realizadas no presente trabalho apontam ainda para a necessidade de melhorias nos procedimentos de cálculo das normas no que diz respeito ao dimensionamento à compressão de perfis compostos, em especial dos perfis dupla cantoneira, embora os procedimentos atuais não tenham resultado contra a segurança em comparação com os valores de resistências obtidos na modelagem numérica.