Brasil

Dados do Trabalhos de Conclusão

UNIVERSIDADE ESTADUAL DE MARINGÁ
Engenharia Civil (40004015041P0)
Estudo da resistência e rigidez lateral de painéis de cisalhamento do sistema construtivo Light Steel Framing
NICOLAS HENRIQUE PEDROSA
DISSERTAÇÃO
21/09/2015

Devido à escassez de mão de obra e o déficit habitacional no Brasil, o sistema Light-Steel Framing (LSF) demonstra ser, como em diversos países, uma opção mais racional e industrializada para construções de pequeno e médio porte. Os métodos convencionais de cálculo se mostram conservadores por não considerar devidamente o efeito diafragma dos painéis de cisalhamento, obtido pelo confinamento dos perfis metálicos por meio das placas de revestimento, que geralmente são de gesso, OSB, plywood ou cimentícia. Nesse contexto, o trabalho apresenta uma metodologia para a modelagem numérica de painéis de cisalhamento do sistema LSF via método dos elementos finitos (MEF), utilizando o software Abaqus/CAE. Painéis de cisalhamento são elementos importantes nos sistemas LSF, pois são responsáveis pela transferência do carregamento horizontal aplicado à estrutura para suas fundações, além de enrijecê-la contra os deslocamentos laterais excessivos. O deslocamento lateral em um painel de cisalhamento é principalmente devido a: (i) flexão do painel, (ii) tombamento do painel, (iii) cisalhamento no painel, e (iv) deformação local na região de ligação entre a placa de fechamento e os perfis metálicos. Estudos recentes mostraram que a deformação local na região de ligação placa-perfil e, consequentemente, a rigidez da ligação apresentam um comportamento altamente não linear. Portanto, os modelos desenvolvidos neste trabalho consideraram não só as não linearidades geométrica e dos materiais como também simulou a deformação local na região da ligação placa-perfil. Um modelo simplificado, baseado em diagonais equivalentes, para a utilização prática, também é apresentado e consiste em permitir a modelagem de painéis de cisalhamento utilizando apenas elementos unifilares de barra. Este modelo simplificado pode se valer de resultados obtidos pela metodologia da AISI S213 (AISI, 2007) ou do próprio modelo de elementos finitos. Com este estudo, foi possível concluir que o modelo de elementos finitos proposto apresentou resultados coerentes comparados aos trabalhos experimentais e que a modelagem adequada das ligações é importante para o sucesso na simulação desses painéis. Além disso, o modelo de diagonais equivalentes permite a consideração da resistência e rigidez de painéis de cisalhamento de maneira simplificada e eficiente, evitando a modelagem completa do painel.

Perfis de Aço Formados a Frio. Light-Steel Framing. Painéis de
Due to the increasing cost of construction labor and the housing deficit in Brazil, Light-Steel Framing (LSF) systems has been shown, as in many countries, to be a more rational and industrialized option for the construction of short and mid-rise buildings. Conventional design methods not properly consider the diaphragm effect, obtained by the confinement of the studs through the sheathing board, which are usually plasterboard, OSB, plywood or cement board. In this context, this work presents a numerical study on the behavior and resistance of LSF shear walls by the Finite Element (FE) method, using the Abaqus/CAE software. Shear walls are important components of LSF systems since they are responsible for transferring the lateral loading applied to the structural system to its foundation and stiffening the structural system against excessive lateral displacement. The lateral displacement in a shear wall is mainly due to: (i) panel bending, (ii) panel overturning, (iii) panel shearing, and (iv) local deformation at the stud-to-sheathing connection region. Recent studies have shown that the local deformation at stud-to-sheathing connection region and, therefore, connection stiffness has a highly non-linear behavior. Thus, the FE models developed in this paper not only considers material and geometric non-linearity, but it also simulates the local deformation at the stud-to-sheathing connection region. A simplified model based on equivalent diagonals, for practical use is also presented in order to allow modeling of the structure using only beam elements. This simplified model can make use of results obtained by the methodology of AISI S213 (AISI, 2007) or of the finite element model. With this study, it was concluded that the finite element model proposed showed consistent results compared to those obtained from experimental work and that the adequate modeling of the connections is important for the success on the simulation of these panels. In addition, the diagonals equivalent model allows the consideration of strength and stiffness of the shear walls in a simplified and efficient way, avoiding the complete modeling of the panel.
Cold-Formed Steel Studs. Light-Steel Framing. Shear Walls.
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PORTUGUES
UNIVERSIDADE ESTADUAL DE MARINGÁ

Contexto

ENGENHARIA DE ESTRUTURAS
ANÁLISE DE SISTEMAS ESTRUTURAIS
Modelos Numéricos para Estudo da Estabilidade Estrutural de Elementos de Aço e Elaboração de Material de Apoio Didático Utilizando Software Livre de Código Aberto

Banca Examinadora

RONALDO RIGOBELLO
Sim
Nome Categoria
WILSON WESLEY WUTZOW Participante Externo
LUIZ CARLOS MARCOS VIEIRA JUNIOR Participante Externo

Vínculo

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Sim