Torção em pilares treliçados com diagonais cruzadas

Abstract

Na maior parte das treliças planas, os eixos de todas as peças encontram-se em uma mesmo plano, e os esforços a que a estrutura está submetida também, o que justifica a utilização de uma análise bidimensional, porém existe um tipo particular de treliça que não satisfaz esta condição, que são as treliças com diagonais e montantes por dupla cantoneira (Ou barras chatas), em que as diagonais são dispostas de forma cruzada. A norma européia de projeto de estruturas de aço (EN 1993 1-1) recomenda a não utilização de diagonais em dupla cantoneira cruzada e exige uma análise que considere os efeitos de torção quando estas forem utilizadas, enquanto a norma brasileira (NBR 8800/2008), assim como a norma americana (AISC Specification 2016), não cita tal questão. Este trabalho possuiu como objetivo geral identificar se há efeitos negativos devido à torção em colunas de diagonais cruzadas no que diz respeito à resistência e rigidez, verificando também o efeito do travamento assimétrico dos banzos no caso de diagonais cruzadas. Foram realizadas análises de flambagem elástica de três pares de colunas engastadas na base e livres no topo, tendo cada um destes um tipo diferente de ligações entre diagonais e banzos, sendo estas soldadas, parafusadas por contato e parafusadas por atrito, onde cada par foi composto por uma coluna com diagonais paralelas e outra com diagonais cruzadas. Para a realização destas análises, utilizou-se a versão acadêmica do software comercial Idea Statica, que utiliza um método chamado CBFEM, que é uma combinação do método dos componentes com o método dos elementos finitos. Observou-se que, embora a disposição das diagonais cruzadas seja não-recomendada pela norma européia, esta configuração apresentou maior carga de flambagem do banzo a flexão e menor carga de flambagem da coluna a flexão e torção. Conclui-se que em casos de falha predominante de flambagem por flexão do banzo, o sistema de diagonais cruzadas pode ser efetivo por reduzir o comprimento destravado, sendo necessários estudos que verifiquem se as equações para flambagem por torção por eixo restringido se aplicam bem a este caso. Além disso, caso seja predominante a flambagem por torção da coluna, o uso de diagonais cruzadas pode ser contra a segurança, sendo também necessários estudos paramétricos para verificar se este tipo de falha é predominante para determinados parâmetros de treliças e necessário realizar a adaptação do modelo de cálculo de flambagem por torção para colunas treliçadas.