Estudo teórico de pilares mistos de aço-concreto – Ano II

Descrição

As estruturas mistas de aço-concreto têm como principal objetivo extrair a máxima capacidade dos materiais. Um dos sistemas mistos mais empregados na atualidade são os pilares mistos de aço-concreto, que em função da associação dos dois materiais, são mais resistentes e rígidos que os simplesmente metálicos ou de concreto. No contexto da racionalização da construção, contribuem para a otimização dos custos, e redução da utilização dos espaços internos, pois favorecem a diminuição das seções transversais. Quando produzidos em perfis formados a frio que são mais leves do que os tradicionais perfis laminados, e preenchidos com concreto leve, tendem a evidenciar ainda mais os ganhos no contexto da racionalização e peso das estruturas. Alguns estudos mostram que o tipo e a resistência do concreto utilizado como elemento de enchimento dos pilares mistos influenciam o comportamento estrutural e desempenho dos sistemas. Apesar dos avanços e publicações já desenvolvidas, com exceção dos resultados já encontrados no primeiro ano desta pesquisa, não foram encontrados trabalhos que estudam a influência da utilização do concreto no comportamento estrutural dos sistemas em questão, e é por isso que o projeto de pesquisa proposto objetiva continuar desenvolvendo um estudo teórico de pilares mistos de aço - concreto preenchidos e parcialmente revestidos, constituídos por perfis formados a frio, investigando como o concreto contribui para o comportamento final dos modelos, e avaliando a influência dos concretos leve e normal. O estudo será composto de uma etapa numérica via método dos elementos finitos (MEF), desenvolvida utilizando a ferramenta computacional ABAQUS e analítica, onde os resultados serão confrontados com os obtidos por meio das disposições normativas EUROCODE 4 e NBR 8800/2024 e com os dados experimentais constantes em trabalhos já desenvolvidos nessa temática, tais como os de Costa (2023), Melo (2023) e Pereira (2017). Os resultados obtidos até então após a modelagem de algumas das geometrias que foram estudadas por Costa (2023) e Melo (2023) indicam que o tipo de concreto utilizado nos pilares influencia a distribuição de tensões nos núcleos dos elementos estruturais, além de também impactar o modelo de ruptura observado, onde se constatou que os modelos com concreto leve apresentaram padrões de ruptura com esmagamento do concreto, enquanto nos com concreto normal, a ruptura observada esteve mais relacionada ao cisalhamento do núcleo. O primeiro ano deste projeto se concentrou no avanço da revisão de literatura sobre o tema, no treinamento da ferramenta computacional ABAQUS e na construção e validação das principais geometrias dos estudos destacados, não tendo sido possível avançar tanto na etapa de análise paramétrica e na investigação dos parâmetros que fossem além dos que já haviam sido testados experimentalmente. Se espera que o projeto continue trazendo contribuições para o melhor conhecimento do comportamento estrutural dos sistemas propostos neste, se debruçando na análise paramétrica de geometrias já construídas e no estudo de diferentes estratégias de modelagem para a construção das geometrias e processamento dos modelos, o que poderá subsidiar, ainda mais, a inserção das soluções estudadas no contexto de estruturas de uso corrente na construção civil. Ademais, também se espera contribuir com o processo ensino-aprendizagem, permitindo que os alunos tenham acesso a ferramentas computacionais de modelagem numérica, gerenciamento de referências e de tratamento de dados estatísticos, o que normalmente não seria uma experiência possível apenas no contexto das disciplinas da graduação.