Estudo de ligações tipo luva em perfis tubulares.

Abstract

O uso de estruturas com perfis tubulares tem ganhado espaço na construção civil principalmente devido ao desempenho estrutural associado a resistência as forças axiais e alta rigidez torcional. O processo de fabricação e transporte de estruturas metálicas condiciona o comprimento dos perfis a valores máximos que em muitos casos não correspondem ao vão da edificação. Assim, tem-se a necessidade de utilização de algum mecanismo que possibilite a emenda dos perfis/elementos, e então obter o comprimento desejado. Nesta pesquisa apresenta-se um estudo teórico, numérico e experimental de uma nova tipologia de ligação de emenda de perfis tubulares, denominda por ligação luva. Sua composição é formada por perfis tubulares estruturais de aço, com seção transversal circular. A ligação dos tubos é feita utilizando-se um tubo adicional de menor diâmetro posicionado internamente aos tubos, e conectados por meio de parafusos passantes. Os parafusos podem estar posicionados de forma alinhada (em eixo) ou cruzada (em eixo cruzados). No programa experimental foram avaliados 43 protótipos da ligação luva com parafusos alinhados e com parafusos cruzados. A avaliação dos resultados experimentais contribuiu para o entendimento do comportamento da ligação luva e permitiu o desenvolvimento e calibração dos modelos numéricos. Com uso de um programa computacional, em elementos finitos, Ansys, foi desenvolvido um modelo numérico calibrado com os resultados experimentais, sendo esse a base para o estudo paramétrico. Na análise numérica paramétrica foram simulados e analisados um total de 374 modelos numéricos, considerando a ligação luva com parafusos alinhados e com parafusos cruzados. Dessa forma, a partir dos resultados numéricos, foi possível identificar e analisar adequadamente os possíveis modos de falhas da ligação: escoamento da seção bruta, ruptura da seção líquida, cisalhamento dos parafusos, ovalização dos furos e flexão dos parafusos, bem como limites geométricos de utilização da luva. Em seguida foram propostas formulações para os modos de falha da ligação com parafusos alinhados e cruzados e os bons resultados, demonstram a viabilidade da utilização dessa nova tipologia de ligação.