Estudo da carga crítica aplicada em elementos submetidos à flambagem concêntrica – comparação entre resultados analíticos e numéricos

Abstract

A análise estrutural tem como objetivo prever e estudar comportamentos de elementos estruturais submetidos determinadas ações ou combinações desta. Tal estudo pode ser feito de forma analítica, experimental e numérica. O estudo analítico pode ser realizado a partir do conhecimento físicos e matemáticos adquiridos durante a formação da engenharia estrutural; o estudo experimental baseia-se no ensaio em laboratório de um modelo representativo do elemento estrutural, já estabelecidas no campo técnico correspondente a estrutura em análise; a modelagem numérica é baseada no método dos elementos finitos o qual tem o intuído de realizar análises que seriam complexas para resolver por outros meios de forma rápida e segura. De forma geral uma coluna é um elemento delgado submetido a um esforço axial de compressão e o esforço máximo que a coluna pode suportar antes de sofrer flambagem é denominado de carga crítica. Nesse trabalho foram realizados estudos analíticos e numéricos para determinação da carga crítica em colunas com duas condições de apoio: engastadas nas duas extremidades e engastada na base e livre na extremidade. Foram variados, paras essas condições, o materiail (aço) e as seções transversais (retangulares e circulares). Com o estudo tentou-se verificar quais características afetariam de forma direta na quantificação da carga crítica. Na segunda parte do estudo foi desenvolvido um modelo numérico no software SAP2000 para determinar o valor das cargas críticas nas mesmas colunas citadas anteriormente. Diante dos dados obtidos de forma analítica, foi possível determinar que a carga crítica depende de variáveis, como o comprimento da coluna, material, geometria da seção transversal e condições de contorno. Com os resultados obtidos foi possível compreender como cada parâmetro influencia na carga crítica. O modelo numérico desenvolvido nesse trabalho apresentou valores para a carga crítica muito próximos aos que foram obtidos de forma analítica, demonstrando que o método utilizado para construção do mesmo foi adequado para essa situação.