Análise numérica da influência de furos com borda enrijecida na flambagem da alma em perfis formados a frio do tipo rack.

Abstract

A utilização de perfis formados a frio pela construção civil e pela indústria tem crescido devido ao seu processo de fabricação produzir peças leves, econômicas e versáteis. O seu uso geralmente requer perfurações nos elementos para viabilizar o encaixe entre peças estruturais e a passagem de sistemas complementares como elétrico, hidráulico e incêndio. Entretanto, estudos apontam que essas aberturas reduzem a capacidade resistente dos perfis. Com o intuito de combater a perda de resistência provocada pelas perfurações tem-se desenvolvido trabalhos que consideram enrijecedores de borda nos furos. Porém, o seu impacto na resistência dos perfis ainda é pouco compreendido, o que pode limitar o seu uso devido à ausência de confiabilidade e replicabilidade dos cálculos. Além disso, as normas vigentes não consideram de maneira concisa a influência dos furos e dos enrijecedores em perfis formados a frio. Por ser uma configuração nova que pode interferir no dimensionamento e no emprego de perfis formados a frio, esta temática demanda novas pesquisas. Assim, o objetivo deste trabalho é avaliar, via método dos elementos finitos, a influência dos enrijecedores de borda simples e duplo na flambagem entre furos em perfis formados a frio do tipo rack com perfurações submetidos à compressão centrada. Utiliza-se um modelo numérico analisado através da Teoria Generalizada de Vigas via GBTul e da análise não linear com base no Método dos Elementos Finitos via ANSYS. A análise consiste em comparar os resultados obtidos por perfis sem perfuração aos alcançados por perfis perfurados: sem enrijecedor, com enrijecedor simples e duplo. Os resultados indicaram que as Cargas Crítica e Última são reduzidas com as perfurações. Os perfis com enrijecedor (simples e duplo) tiveram comportamento similar e em determinado intervalo, obtiveram Carga Crítica superior ao modelo sem furos. Ambos apresentaram Cargas Crítica e Última superiores ao modelo com furo não enrijecido. Ao aumentar a altura das aberturas ocorreu a transição da flambagem local para flambagem entre furos. Os enrijecedores de borda retardaram essa transição, sendo o duplo mais efetivo.