AVALIAÇÃO NUMÉRICA E EXPERIMENTAL DE TRELIÇAS DE PISO EM LIGHT STEEL FRAME SOB CARGAS UNIFORMEMENTE DISTRIBUÍDAS

Autores

  • Christovam de Moraes Weidlich Pontifical Catholic University of Rio de Janeiro, Brazil
  • Guilherme Fleith de Medeiros University of Passo Fundo, Brazil
  • Zacarias Martin Chamberlain Pravia University of Passo Fundo, Brazil

DOI:

https://doi.org/10.66104/rpgpqd40

Palavras-chave:

Light Steel Framing (LSF); Análise Experimental; Modelos Numéricos; Treliça de Viga de Piso.

Resumo

Devido ao aumento do uso de sistemas Steel Framing em edificações no Brasil, bem como à carência de estudos sobre o comportamento de alguns de seus elementos sob cargas permanentes e variáveis, este trabalho foi desenvolvido com o objetivo de encontrar a relação entre modelos numéricos e experimentais, definindo correlações entre eles para uma melhor compreensão do comportamento desses sistemas em serviço. Para esse fim, foram realizados ensaios experimentais em treliças de vigas de Light Steel Frame (LSF) utilizadas em pisos, submetidas à combinação de cargas permanentes e variáveis previamente estabelecidas em normas. O sistema experimental foi desenvolvido sendo constituído por três treliças de Light Steel Frame, uma placa de OSB e um reservatório de água. Buscando a correta distribuição de carga, o reservatório foi preenchido e o nível da água foi controlado; além disso, a vazão volumétrica da água também foi medida com um medidor de vazão. Assim, apenas a treliça central teve seus resultados de deformação medidos por meio de relógios comparadores digitais. Além da análise experimental, foram elaborados modelos numéricos de vigas e cascas com base no Método dos Elementos Finitos (MEF), utilizando o software comercial ANSYS Workbench. Os modelos considerados foram de geometria tridimensional em casca e de geometria bidimensional em viga, com e sem excentricidade. Posteriormente, os resultados foram avaliados, permitindo estabelecer recomendações para a modelagem de treliças de piso em Light Steel Frame. Conclui-se que o modelo geométrico recomendado para modelagem e simulação é o modelo bidimensional em viga com representação da excentricidade das ligações das diagonais. Além disso, esse modelo apresentou resultados precisos e comportamento semelhante ao comportamento real das treliças estudadas.

Downloads

Os dados de download ainda não estão disponíveis.

Referências

AMERICAN IRON AND STEEL INSTITUTE. AISI S214-12: North American standard for cold-formed steel framing — truss design. Washington, DC: AISI, 2012.

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 6120: cargas para o cálculo de estruturas de edificações. Rio de Janeiro: ABNT, 2019.

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 14762: dimensionamento de estruturas de aço constituídas por perfis formados a frio. Rio de Janeiro: ABNT, 2010.

BALDASSINO, N.; ZANDONINI, R.; ZORDAN, M. Experimental study of the shear behaviour of floor diaphragms in light steel residential buildings. Thin-Walled Structures, v. 167, p. 108099, 2021. DOI: 10.1016/j.tws.2021.108099. DOI: https://doi.org/10.1016/j.tws.2021.108099

DIZDAR, Ç.; BARAN, E.; TOPKAYA, C. Strength and stiffness of floor trusses fabricated from cold formed steel lipped channels. Engineering Structures, v. 181, p. 437-457, 2019. DOI: 10.1016/j.engstruct.2018.12.041. DOI: https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2018.12.041

EUROPEAN COMMITTEE FOR STANDARDIZATION. EN 300:2006: oriented strand boards (OSB) — definitions, classification and specifications. Brussels: European Committee for Standardization, 2006.

GÜLDÜR, H.; BARAN, E.; TOPKAYA, C. Experimental and numerical analysis of cold formed steel floor trusses with concrete filled compression chord. Engineering Structures, v. 234, p. 111813, 2021. DOI: 10.1016/j.engstruct.2020.111813. DOI: https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2020.111813

HISHAM, F.; MAHENDRAN, M.; VY, S. T.; ARIYANAYAGAM, A. Numerical modelling of light gauge steel framed floors under standard fire conditions. Journal of Constructional Steel Research, v. 233, p. 109626, 2025. DOI: 10.1016/j.jcsr.2025.109626. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jcsr.2025.109626

KYVELOU, P.; GARDNER, L.; NETHERCOT, D. A. Finite element modelling of composite cold‐formed steel flooring systems. Engineering Structures, v. 158, p. 28-42, 2018. DOI: 10.1016/j.engstruct.2017.12.024. DOI: https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2017.12.024

LAKKAVALLI, B. S.; LIU, Y. Experimental study of composite cold formed steel C section floor joists. Journal of Constructional Steel Research, v. 62, p. 995-1006, 2006. DOI: 10.1016/j.jcsr.2006.02.003. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jcsr.2006.02.003

RANASINGHE, G.; VY, S. T.; MAHENDRAN, M.; ARIYANAYAGAM, A. Experimental study of LSF truss floor ceiling systems made of top hat sections. Thin-Walled Structures, v. 212, p. 113193, 2025. DOI: 10.1016/j.tws.2025.113193. DOI: https://doi.org/10.1016/j.tws.2025.113193

ȚĂRANU, G.; TOMA, I.-O. FEM analysis of a floor structural system made of thin walled cold formed steel profiles. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, v. 1141, p. 012033, 2021. DOI: 10.1088/1757-899X/1141/1/012033. DOI: https://doi.org/10.1088/1757-899X/1141/1/012033

XU, L.; TANGORRA, F. M. Experimental investigation of lightweight residential floors supported by cold formed steel C shape joists. Journal of Constructional Steel Research, v. 63, p. 422-435, 2007. DOI: 10.1016/j.jcsr.2006.05.010. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jcsr.2006.05.010

Downloads

Publicado

2026-04-23

Como Citar

AVALIAÇÃO NUMÉRICA E EXPERIMENTAL DE TRELIÇAS DE PISO EM LIGHT STEEL FRAME SOB CARGAS UNIFORMEMENTE DISTRIBUÍDAS. (2026). REMUNOM, 13(07), 1-17. https://doi.org/10.66104/rpgpqd40