Investigação numérica sobre a estabilidade global de pilares de aço de alta resistência com flanges cortados a chama sob compressão axial

Resumen

Estudos existentes sobre a estabilidade de pilares de aço de alta resistência (HSS) têm se concentrado principalmente em membros laminados ou soldados por técnicas convencionais. O efeito das flanges cortadas a chama e das distribuições de tensões residuais associadas sobre a resistência global à flambagem de perfis I soldados ainda não está suficientemente quantificado nas normas de projeto atuais. Este estudo investiga o comportamento de flambagem global de pilares HSS de perfis I soldados com flanges cortadas a chama sob compressão axial, utilizando análise por elementos finitos que considera não linearidades geométricas e de material, tensões residuais e imperfeições geométricas iniciais. Estudos paramétricos foram realizados em aços de 460 MPa e 690 MPa, abrangendo uma variedade de esbeltezas e dimensões de seção transversal. Os resultados foram utilizados para avaliar as curvas de projeto existentes e propor formulações refinadas para previsões de estabilidade mais precisas. A comparação com ANSI/AISC 360-16 e EN 1993-1-1 indica que as curvas do Eurocode são geralmente conservadoras, enquanto a curva da AISC apresenta boa concordância para esbeltezas normalizadas até 1,5, embora superestime a capacidade de flambagem no eixo menor para pilares de 460 MPa. Três novas curvas de projeto foram calibradas com base nos resultados de elementos finitos, mostrando maior precisão na previsão do comportamento à flambagem. Estes achados fornecem base para o desenvolvimento de disposições de projeto mais confiáveis e menos conservadoras para colunas HSS.