ANÁLISE DA ESTABILIDADE ELÁSTICA DE PILARES DE AÇO VIA ELEMENTOS FINITOS USANDO PROGRAMA LIVRE DE CÓDIGO ABERTO FreeCAD.
DOI:
https://doi.org/10.61164/t8g39594Palabras clave:
Pilares de aço; flambagem elástica; método dos elementos finitos; programa livre de código aberto; FreeCAD.Resumen
As estruturas de aço constituem uma alternativa adequada para construções que demandam rapidez na execução e grandes vãos livres, devido à sua elevada resistência. No entanto, a esbeltez dos elementos estruturais torna estas estruturas susceptível à flambagem, que é um fenômeno de instabilidade caracterizado pela flexão repentina do pilar. Nas estruturas de aço formadas a frio ocorrem ainda a flambagem local e a distorcional, devido à pequena espessura das chapas, o que torna seu comportamento ainda mais complexo. Desta forma, é comum a utilização de métodos computacionais, como o Método dos Elementos Finitos, para a avaliação destas estruturas. Existem programas comerciais para este fim, no entanto o elevado custo das licenças muitas vezes inviabiliza sua aquisição por instituições e profissionais. Uma alternativa são os programas livres de código aberto, como o FreeCAD, que entre suas diversas funcionalidades apresenta uma bancada para a análise via Método dos Elementos Finitos. O objetivo deste trabalho foi avaliar a flambagem de pilares metálicos via FreeCAD. Foram desenvolvidas metodologias de análise para diferentes tipos de pilares em aço, e seus resultados foram comparados com resultados teóricos. Todas as simulações apresentaram boas correlações entre resultados numéricos e teóricos, o que indicou a viabilidade do FreeCAD para estas análises, o que pode acarretar em significativa redução de custos para instituições e profissionais e a viabilidade das metodologias desenvolvidas, que poderão servir de base para trabalhos futuros.
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Referencias
ABNT. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. ABNT NBR 14762: Dimensionamento de estruturas de aço constituídas por Perfis Formados a Frio. Rio de Janeiro: ABNT, 2010.
AMERICAN IRON AND STEEL INSTITUTE. AISI-S100-16 (2024). “North American Specification for the Design of Cold-Formed Steel Structural Members”, Washington, D.C., 2024.
BEBIANO, R.; PINA, P.; SILVESTRE, N.; CAMOTIM, D. GBTUL – Buckling and Vibration Analysis of Thin-Walled Members, DECivil/IST, Technical University of Lisbon, 2008. (http://www.civil.ist.utl.pt/gbt).
FreeCAD. Disponível em: https://www.FreeCAD.org/features.php. Acesso em: 125 de outubro de 2025
HANCOCK, G. J., KWON, Y. B., BERNARD, E. S. (1994). Strength design curves for thin-walled sections undergoing distortional buckling. Journal of Constructional Steel Research. 31 (1994) 169-186 DOI: https://doi.org/10.1016/0143-974X(94)90009-4
FERREIRA, G. H., SARMANHO, A. M. C., SOUZA, F. T. Avaliação via método dos elementos finitosda flambagem local em pilares em aço formados a frio do tipo rack com furos com bordas enrijecidas. Revista Brasileira Multidisciplinar, v. 28 n. 2, p. 173-189, 2025. Disponível em: https://revistarebram.com/index.php/revistauniara/article/view/2222
FREITAS, A. M. S., FREITAS, M. S. R., SOUZA, F. T. (2010). Analysis and behavior of steel storage drive-in racks.Thin-Walled Structures, Vol. 48, p. 110-117. DOI: https://doi.org/10.1016/j.tws.2009.09.003. Disponível em: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0263823109001992 DOI: https://doi.org/10.1016/j.tws.2009.09.003
GOMES, D. M.; SARMANHO, A. M. C.; SOUZA, F. T.; Análise numérica de pilares formados a friodo tipo rack com perfurações de borda enrijecida. Revista Eletrônica de Engenharia Civil, v. 19 n. 1, p. 78-91, 2023. DOI: https://doi.org/10.5216/reec.v19i1.74342. Disponível em: https://revistas.ufg.br/reec/article/view/74342. DOI: https://doi.org/10.5216/reec.v19i1.74342
JARDIM JR, F.; HELENO, R. P.; SOUZA, F. T.; SARMANHO, A. M. C. Estudo da viabilidade do método da Resistência Direta em Perfis U enrijecidos formados a frio com perfurações. Revista Eletrônica de Engenharia Civil, v. 17 n. 1, p. 1-15, 2021. DOI: https://doi.org/10.5216/reec.v17i1.56289. Disponível em: https://revistas.ufg.br/reec/article/view/56289.
MOEN, C. D.; SCHAFER, B. W. Direct strength method for design of cold-formed steel columns withholes. Journal of Structural Engineering, v. 137, n. 5, p. 559-570, 2011. DOI: https://doi.org/10.1061/(ASCE)ST.1943-541X.0000310
NEIVA, L. H. A.; SALES, A. E. C. A.; ELIAS, G. C.; SARMANHO, A. M. C.; SOUZA, F. T. Análise do modo distorcional de elementos perfurados segundo Método da Resistência Direta. Revista da Estrutura de Aço. v. 7. p. 17-36, 2018. DOI: https://doi.org/10.17648/aco-2238-9377-7-1-2
NICOLAU, I. A. N.; SARMANHO, A. M. C.; SOUZA, F. T. Análise Numérica de Perfis Formados a Frio do tipo U Enrijecido com Perfurações Enrijecidas Submetidos à Compressão. Revista de Engenharia e Pesquisa Aplicada, v. 8, n. 2, p. 1-10, 2023. DOI: https://doi.org/10.25286/repa.v8i2.2193. Disponível em: http://revistas.poli.br/index.php/repa/article/view/2193. DOI: https://doi.org/10.25286/repa.v8i2.2193
OLIVEIRA, L. C. P.; SARMANHO, A. M. C.; SOUZA, F. T. Análise da influência das dimensões das perfurações em pilares compostos por perfis em aço formados a frio do tipo U enrijecido. Revista de Engenharia e Pesquisa Aplicada, v. 7, n. 1, p. 30-37, 2022. DOI: 10.25286/repa.v7i1.1717. Disponível em: http://revistas.poli.br/index.php/repa/article/view/1717 DOI: https://doi.org/10.25286/repa.v7i1.1717
PEREIRA, A. F. N.; SARMANHO, A. M. C., SOUZA, F. T. Análise via Elementos Finitos de Pilares em Perfis Formados a Frio do tipo U enrijecido com perfurações submetidos à flambagem distorcional. REUCP, Petrópolis, v. 17, n. 1, 85-98, 2023. Disponível em: https://seer.ucp.br/seer/index.php/REVCEC/article/view/2646
PINTO, R. A. R.; SARMANHO, A. M. C.; SOUZA, F. T. Análise Numérica da influência das dimensões e posição das perfurações na resistência à instabilidade distorcional de perfis formados a frio do tipo rack comprimidos. Revista da Estrutura de Aço. v. 10. p. 333-350, 2021. DOI: https://doi.org/10.70271/250507.102503
SALMON, C. G.; JOHNSON, J. E. STEEL STRUCTURES-DESIGN AND BEHAVIOUR. 1990.
SANTOS, E. T.;; SARMANHO, A. M. C.; SOUZA, F. T. Análise numérica da influência das dimensões de perfurações em perfis formados a frio do tipo rack submetidos à compressão. Revista Mundi Engenharia, TecnologiaeGestão,Paranaguá,PR,v.5,n.5,p.1-266,2020.DOI:10.21575/25254782rmetg2020vol5n51128. Disponível em: https://periodicos.ifpr.edu.br/index.php/MundiETG/article/view/1128. DOI: https://doi.org/10.21575/25254782rmetg2020vol5n51128
SCHAFFER, B., YU, C. (2006). Distortional buckling tests on cold-formed steel beams. Journal of Structural Engineering 132 (2006) 515-528. DOI: https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9445(2006)132:4(515)
SCHARDT, R. (1994). Generalized Beam Theory – An Adequate method for Coupled Stability Problems. Thin-Walled Structures, 19, p. 161-180. DOI: https://doi.org/10.1016/0263-8231(94)90027-2
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