Estudo do comportamento de vigas de aço com seção

Abstract

RESUMO: O uso de materiais compósitos de Polímeros Reforçados com Fibra de Carbono (PRFC) em estruturas de aço têm sido tema de diversas pesquisas, visando mostrar a potencialidade da utilização desse material no reforço desses elementos, levando a evolução da técnica e consequentemente ao crescimento da sua utilização na construção civil. Métodos analíticos para o cálculo da resistência de vigas de aço reforçadas com PRFC quanto à flexão podem ser encontrados em literatura estrangeira. Porém, a aplicação de tais métodos apresentam limitações, que podem vir a ser contornadas por meio de estudos numéricos. O presente trabalho teve como objetivo principal contribuir com o estudo do comportamento à flexão de vigas de aço com seção I reforçadas com laminados de PRFC, utilizando o Método dos Elementos Finitos para o desenvolvimento de estratégias numéricas, capazes de simular de forma eficaz o comportamento destas quanto a sua capacidade de carga. A estratégia de modelagem desenvolvida teve seus resultados validados junto aos resultados numéricos e experimentais presentes na literatura. As simulações realizadas permitiram avaliar a variação de comprimentos e espessuras dos laminados de PRFC e mostraram a influência desses parâmetros no modo de falha e capacidade de carga das vigas reforçadas. A estratégia utilizada se mostrou adequada e eficaz para simular o comportamento das vigas, apresentando resultados coerentes de rigidez, capacidade de carga e de deslocamentos

ABSTRACT: The use of carbon fibre reinforced polymers (CFRP) in steel structures has been the subject of several researches, aiming to show the potential of this material in the strengthening these structural elements, providing technical developments and consequently the increase of its use in steel constructions. Analytical methods for strengthenig design of steel beams with CFRP for flexure can be found in the literature. However, the application of such methods present limitations, which can be overcome by numerical studies. This research had the objective to contribute to the study of the flexural behavior of steel I-beams strenghtened with CFRP laminates, with the development of numerical strategies using the Finite Element Method, for accurately simulating and predicting the flexural strenght capacity. The modeling strategy had its results validated with numerical and experimental results from literature. The numerical simulations considered length and thickness variation of CFRP laminates and showed the influence of these variables in the failure mode and strength of the beams. The used strategy was adequate to simulate the behavior of the beams, presenting coherent results when predicting rigidity, load capacity and structural element displacements