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This thesis presents a research project aimed at advancing the treatment of cold-formed steel (CFS) structural reliability in roof trusses. Structural design today relies almost exclusively on component-level design, so structural safety is assured by limiting the probability of failure of individual components. Reliability of the entire system is typically not assessed, so in a worst-case scenario the system reliability may be less than the component reliability, or in a best-case scenario the system reliability may be much greater than the component reliability. A roof truss itself, is a subsystem with several possible failure modes that are being studied in this test program. These trusses are constructed of CFS members that nest with one another at the truss nodes and are connected by drilling fasteners through the mated surfaces, as well as having steel sheathing fastened to the top chords for lateral bracing. Presented in this paper is a series of full-scale static tests on single cold-formed steel roof trusses with a unique experimental setup. The test specimens were carefully monitored to address multiple failure modes: buckling of the top chord, buckling of the truss webs, and any connection failures. This research includes the experimental results, the computed system reliability of the trusses as well as their relationship between the components reliability.

A liga de alumínio 6063 possui um grande interesse industrial, apresentando características que justificam o seu uso mais freqüente quando comparadas às demais ligas de alumínio: a capacidade de endurecimento por precipitação (pois são termicamente tratáveis) aliada à facilidade de serem extrudadas. Estas ligas apresentam elevada ductilidade, que permite o seu uso em operações que acarretam elevados graus de deformação, como a extrusão. Por esse motivo, as ligas Al-Mg-Si apresentam a maior parte do volume de ligas extrudadas. Tendo em vista a freqüente utilização da liga de alumínio 6063, este trabalho estuda a caracterização e a recristalização da liga após a deformação plástica em diferentes graus de redução em área 20%, 50%, 70% e 90%, com tratamentos térmicos de 396ºC, 462ºC e 528ºC e com tempos de recozimento em 1minuto, 10 minutos e 100 minutos Tratamentos Termomecânicos. Observou-se como resultados de uma forma geral, que os tratamentos com 1minuto nas amostras de Al6063 houve pouca ou nenhuma alteração e ao aumentarmos o tempo de recozimento para 10 minutos e depois para 100 minutos os processos de recuperação/recristalização se tornam evidentes e o crescimento de também é observável para os tempos de tratamento em 100 minutos. / The aluminum 6063 alloy possesses a great industrial interest, presenting characteristics that justify its frequent use, when compared to the other aluminum alloys: the precipitation hardening and high cold work capacity. These alloys present high ductility, that allows their use in operations with high deformation degrees, as the cold work. The objective of this work is to show comparative analysis of the hardness Vickers of the commercial aluminum 6063 alloy, after cold work with different area reduction degree and thermal treatment. Considering the frequent utilization aluminium 6063 alloy, this work studies the caracterization and recristalization of this alloy, after the plastc deformation in different area reduction degrees, thermal treatment and convenient tratment times Termomechanic Tratments.

Foi estudado o comportamento da nitretação de aços inoxidáveis austeniticos AISI 304 e 316 através de comparação entre diferentes graus de deformações anteriores aos processos de nitretações gasosa, plasma e líquida. A microestrutura, espessura, microdureza e microcomposição química foram avaliadas por técnicas de microscopia óptica, microdureza, microscopia eletrônica de varredura e difração de raios x. Por meio destas técnicas observou-se que deformações plásticas prévias não influenciaram diretamente na espessura da camada nitretada. Uma maior profundidade de difusão pode ser observada nos aços AISI 304. Além disso, duas camadas distintas podem ser identificadas como resultado dos tratamentos, uma formada por uma matriz de austenita expandida pelos átomos de nitrogênio e outra abaixo com menor espessura expandida por átomos de carbono. / The nitriding behavior of AISI 304 and 316 austenitic stainless steel was studied by different cold work degree before nitriding processes. The microstructure, thickness, microhardness and chemical micro-composition were evaluated through optical microscopy, microhardness, scanner electronic microscopy and x ray diffraction techniques. Through them, it was observed that previous plastic deformations do not have influence on layer thickness. However, a nitrided layer thicker can be noticed in the AISI 304 steel. In addition, two different layers can be identified as resulted of the nitriding, composited for austenitic matrix expanded by nitrogen atoms and another thinner imediatelly below expanded by Carbon atoms.

Foi estudado o comportamento da nitretação de aços inoxidáveis austeniticos AISI 304 e 316 através de comparação entre diferentes graus de deformações anteriores aos processos de nitretações gasosa, plasma e líquida. A microestrutura, espessura, microdureza e microcomposição química foram avaliadas por técnicas de microscopia óptica, microdureza, microscopia eletrônica de varredura e difração de raios x. Por meio destas técnicas observou-se que deformações plásticas prévias não influenciaram diretamente na espessura da camada nitretada. Uma maior profundidade de difusão pode ser observada nos aços AISI 304. Além disso, duas camadas distintas podem ser identificadas como resultado dos tratamentos, uma formada por uma matriz de austenita expandida pelos átomos de nitrogênio e outra abaixo com menor espessura expandida por átomos de carbono. / The nitriding behavior of AISI 304 and 316 austenitic stainless steel was studied by different cold work degree before nitriding processes. The microstructure, thickness, microhardness and chemical micro-composition were evaluated through optical microscopy, microhardness, scanner electronic microscopy and x ray diffraction techniques. Through them, it was observed that previous plastic deformations do not have influence on layer thickness. However, a nitrided layer thicker can be noticed in the AISI 304 steel. In addition, two different layers can be identified as resulted of the nitriding, composited for austenitic matrix expanded by nitrogen atoms and another thinner imediatelly below expanded by Carbon atoms.

A liga de alumínio 6063 possui um grande interesse industrial, apresentando características que justificam o seu uso mais freqüente quando comparadas às demais ligas de alumínio: a capacidade de endurecimento por precipitação (pois são termicamente tratáveis) aliada à facilidade de serem extrudadas. Estas ligas apresentam elevada ductilidade, que permite o seu uso em operações que acarretam elevados graus de deformação, como a extrusão. Por esse motivo, as ligas Al-Mg-Si apresentam a maior parte do volume de ligas extrudadas. Tendo em vista a freqüente utilização da liga de alumínio 6063, este trabalho estuda a caracterização e a recristalização da liga após a deformação plástica em diferentes graus de redução em área 20%, 50%, 70% e 90%, com tratamentos térmicos de 396ºC, 462ºC e 528ºC e com tempos de recozimento em 1minuto, 10 minutos e 100 minutos Tratamentos Termomecânicos. Observou-se como resultados de uma forma geral, que os tratamentos com 1minuto nas amostras de Al6063 houve pouca ou nenhuma alteração e ao aumentarmos o tempo de recozimento para 10 minutos e depois para 100 minutos os processos de recuperação/recristalização se tornam evidentes e o crescimento de também é observável para os tempos de tratamento em 100 minutos. / The aluminum 6063 alloy possesses a great industrial interest, presenting characteristics that justify its frequent use, when compared to the other aluminum alloys: the precipitation hardening and high cold work capacity. These alloys present high ductility, that allows their use in operations with high deformation degrees, as the cold work. The objective of this work is to show comparative analysis of the hardness Vickers of the commercial aluminum 6063 alloy, after cold work with different area reduction degree and thermal treatment. Considering the frequent utilization aluminium 6063 alloy, this work studies the caracterization and recristalization of this alloy, after the plastc deformation in different area reduction degrees, thermal treatment and convenient tratment times Termomechanic Tratments.

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:35:25Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:05:42Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Dissertação (Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

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In this research, monotonic and cyclic tests on cold-formed steel shear walls sheathed with steel sheets on one side were conducted to (1) verify the published nominal shear strength for 18-mil and 27-mil steel sheets; and (2) investigate the behavior of 6-ft. wide shear walls with multiple steel sheets. In objective 1: this research confirms the discrepancy existed in the published nominal strength of 27-mil sheets discovered by the previous project and verified the published nominal strength of 18 mil sheet for the wind design in AISI S213. The project also finds disagreement on the nominal strength of 18-mil sheets for seismic design, which is 29.0% higher than the published values. The research investigated 6-ft. wide shear wall with four framing and sheathing configurations. Configuration C, which used detailing, could provide the highest shear strength, compared to Configurations A and B. Meanwhile, the shear strength and stiffness of 2-ft. wide and 4-ft. wide wall can be improved by using the seismic detailing.

This thesis presents two major sections with the objective of introducing a new cold-formed steel (CFS) shear wall system with corrugated steel sheathings. The work shown herein includes the development of an optimal shear wall system as well as an optimal slit configuration for the CFS corrugated sheathings which result in a CFS shear wall with high ductility, high strength, high stiffness and overall high performance. The conclusion is based on the results of 36 full-scale shear wall tests performed in the structural laboratory of the University of North Texas. A variety of shear walls were the subject of this research to make further discussions and conclusions based on different sheathing materials, slit configurations, wall configurations, sheathing connection methods, wall dimensions, shear wall member thicknesses, and etc. The walls were subject to cyclic (CUREE protocol) lateral loading to study their deformations and structural performances. The optimal sit configuration for CFS shear walls with corrugated steel sheathings was found to be 12×2 in. vertical slits in 6 rows. The failure mode observed in this shear wall system was the connection failure between the sheathing and the framing members. Also, most of the shear walls tested displayed local buckling of the chord framing members located above the hold-down locations. The second section includes details of developing a Finite Element Model (FEM) in ABAQUS software to analyze the lateral response of the new shear wall systems. Different modeling techniques were used to define each element of the CFS shear wall and are reported herein. Material properties from coupon test results are applied. Connection tests are performed to define pinching paths to model fasteners with hysteretic user-defined elements. Element interactions, boundary conditions and loading applications are consistent with full scale tests. CFS members and corrugated sheathings are modeled with shell elements, sheathing-to-frame fasteners are modeled using nonlinear springs (SPRING2 elements) for monotonic models and a general user defined element (user subroutine UEL) for cyclic models. Hold-downs are defined by boundary conditions. A total of three models were developed and validated by comparing ABAQUS results to full scale test results.