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Title: Otimização de sistemas estruturais para galpões utilizando o método dos elementos finitos.
Authors: Silva, Sheila Bárbara Ferreira da
metadata.dc.contributor.advisor: Paula, Geraldo Donizetti de
Souza, Flávio Teixeira de
Keywords: Construção metálica
Perfis formados a frio
Galpões de uso geral
Sistemas estruturais
Issue Date: 2018
metadata.dc.contributor.referee: Paula, Geraldo Donizetti de
Souza, Flávio Teixeira de
Ribas, Rovadávia Aline de Jesus
Russo, Mário Luís Cabello
Citation: SILVA, Sheila Bárbara Ferreira da. Otimização de sistemas estruturais para galpões utilizando o método dos elementos finitos. 2018. 92 f. Dissertação (Mestrado Profissional em Construção Metálica) - Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2018.
Abstract: Uma variedade de arranjos estruturais de aço podem ser adotados na concepção de coberturas de galpões de uso geral. A escolha adequada dos sistemas estruturais se apresenta como um fator de grande importância para o desenvolvimento de soluções padronizadas e competitivas. Em função disso, a opção por treliças constituídas de perfis formados a frio mostra-se muito interessante no que se refere ao requisito leveza e, consequentemente, custo da estrutura. Este trabalho tem o intuito de avaliar comparativamente o desempenho de algumas tipologias de treliças de cobertura de galpões industriais. Assim sendo, um estudo paramétrico foi desenvolvido considerando as tipologias de treliças de banzos paralelos, trapezoidais, triangulares e arqueadas, submetidas a carregamentos comuns, com ações permanentes e variáveis, com vãos livres variando de 16 a 32 metros, em intervalos de 4 metros. Foram definidos ainda, o espaçamento entre as treliças de 6, 7,5 e 9 metros. Esses parâmetros foram testados considerando as áreas das seções transversais de três tipos de perfis, Perfil U, Perfil U enrijecido (Ue) e Perfil Cantoneira, permitindo uma análise da utilização de cada um deles. De posse desses parâmetros foram gerados 180 modelos cujas simulações/análises foram realizadas a partir do método de otimização disponível no programa Ansys. Como parâmetros da avaliação da eficiência dos sistemas estruturais foram consideradas a taxa de consumo de aço e a resposta estrutural dos diversos modelos analisados. Os resultados indicaram que coberturas em treliças arqueadas apresentam as maiores taxas de consumo de aço, seguida pelas coberturas resolvidas com treliça de banzos paralelos. As tipologias que apresentaram menor consumo de aço foram a treliça trapezoidal, para menores espaçamentos entre as treliças de cobertura, e a treliça triangular, para maiores espaçamentos. Esse estudo foi desenvolvido com a finalidade de se gerar subsídios que possam auxiliar profissionais na tomada de decisões, visando a adoção de uma estrutura de cobertura que atenda a uma melhor relação custo/benefício.
metadata.dc.description.abstracten: Various structural steel arrangements can be adopted in the design of roofs for general purpose sheds. The proper choice of structural systems is a great importance factor for the development of standardized and competitive solutions. As a result, the choice of structural trusses built by cold-formed profiles appears as a very interesting one with regard to lightness and cost of the structure. This work intends to compare the performance of some types of roof trusses for industrial sheds. Parallel, trapeze and triangle-shaped trusses types are studied, all submitted to ordinary loads at permanent and variable operation actions with free spans varying from 16 to 32 meters, at 4 meters intervals. Spacing between the trusses were also defined among 6, 7.5 and 9 meters types. These parameters were tested considering the cross-sectional areas of three types of profiles, UProfile, Stiffened U-Profile and Angle Profile, in order to allow analysis of each type application. 180 models were generated from such parameters, which analysis was run through the Ansys program optimization method. The rate of steel consumption and the structural response to the various analysed models were taken as structural systems efficiency parameters. The results indicate that roofs in arched trusses present the highest steel consumption rates, followed by those built with parallel top beam bar trusses. The trapeze-shaped trusses show the lowest steel consumption in the case of smaller spacing between the roof trusses and the triangle trusses in the case of the larger spacing. It is expected this study can help professionals who need to decide on roof structures choice based on cost/benefit ratio.
Description: Programa de Pós-Graduação em Construção Metálica. Departamento de Engenharia Civil, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto.
URI: http://www.repositorio.ufop.br/handle/123456789/10119
metadata.dc.rights.license: Autorização concedida ao Repositório Institucional da UFOP pelo(a) autor(a) em 22/08/2018 com as seguintes condições: disponível sob Licença Creative Commons 4.0 que permite copiar, distribuir e transmitir o trabalho desde que sejam citados o autor e o licenciante.
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