A utilização de perfis formados a frio na construção metálica no Brasil vem crescendo de forma significativa. Dentro deste mesmo contexto, atenções especiais estão sendo direcionadas às ligações utilizadas neste tipo de perfil, pelo fato de as chapas que as constituem resultarem cada vez mais esbeltas em função da significativa redução na sua espessura (elevada relação largura/espessura). Por esta razão, as ligações em perfis formados a frio têm sido estudadas por pesquisadores, tanto no contexto mundial como no Brasil. Neste sentido, o presente trabalho tem por objetivo realizar estudos relacionados às ligações parafusadas em perfis formados a frio, com vistas a avaliar a resistência e o comportamento destas ligações por meio de modelagem numérica, simulando o comportamento estrutural com a utilização do código de cálculo ANSYS v.6.0, elaborado com base nos Métodos dos Elementos Finitos (MEF). No sentido de avaliar a eficiência e a confiabilidade dos modelos elaborados, os resultados numéricos obtidos foram comparados com resultados experimentais obtidos em ensaios, bem como, comparados com resultados numéricos obtidos utilizando-se outros padrões de modelagem. / The use of cold-formed steel members in the steel building in Brazil comes growing of significant form. Inside of the same context, special attentions are being directed to the connections used in the cold-formed steel members, or the fact of the sheets used to this kind of steel members result each time more thin. For this reason the connections in cold-formed steel members have been studied for researchers, as much in the worldwide context as in Brazil. The objective of this work is studies the bolted connections in cold-formed steel member to evaluate the resistance and the behavior of these connections by means of numerical modeling, simulating the structural behavior with the use of the code of calculation ANSYS v.6.0, elaborated based on Finite Element Methods. With the objective to evaluate the efficiency and the trustworthiness of the elaborated model, the numerical results where compare with experimental results gotten in assays, as well as, compared with numerical results gotten using other standards of modeling.

Na maioria das construções utilizam-se estruturas de madeira para coberturas e muitas são executadas no sistema convencional, empregando treliças. Com o avanço da arquitetura, no que diz respeito a empregabilidade da madeira, outras formas vêm sendo utilizadas, tornando o ambiente mais livre e harmônico, e para isso, a necessidade de vigas maiores, para vencer maiores vãos. Desta forma, os materiais dos elementos estruturais têm importante papel, a fim de demandar continuidade das peças, dentro dos padrões de segurança. As Normas Brasileiras apresentam formas de ligações onde, o emprego da madeira e o aço, garantem a estabilidade para ambos os materiais, visto a utilização de parafusos e pinos como elemento de ligação, empregados nas construções. Neste trabalho, a proposta é avaliar os conjuntos dos materiais de ligações aparafusadas entre madeira/madeira e compará-la com a ligações madeira/chapa de aço/madeira; a chapa dobrada a frio e prensada entre as peças não está aparente. Portanto, a ligação ficará a cargo dos parafusos, mas, com a chapa a resistência será maior suportando aos esforços cortantes causados pela flexão dos parafusos e inserida diretamente na madeira, que tem grande importância quanto à direção das fibras e do esforço aplicado. / In most constructions are used wooden structures for roofs and many are executed in the conventional system using trusses. With the advancement of architecture, with regard the employability of timber, other ways have been used making the free and harmonious environment, and for this, the need for larger beams, to win larger spans. Therefore, the materials of the structural elements have an important role in order to demand continuity of parts with in the safety standards. Brazilian Standards of forms of links where the use of timber and steel, ensure stability for both materials, as the use of bolts and pins as liaison, used in buildings. In this paper, the proposal is to assess the joint of bolted connections materials between timber / timber and compare it with the connections timber / steel plate / timber; the folded plate and cold pressed between the parts is not apparent. Therefore, the connection will fall on the bolts, but with the plate resistance will be higher by supporting the shearing caused by the bending of the bolts and inserted directly on timber, which is very important as to the direction of the fibers and of the applied load.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:34:57Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-08-09Bitstream added on 2014-06-13T18:45:49Z : No. of bitstreams: 1 guidi_es_dr_guara.pdf: 4326069 bytes, checksum: 7e85df7bb4aedb1c5dcff9c3ca5c11eb (MD5) / A utilização de parafusos na união de elementos de estruturas e equipamentos mecânicos é amplamente utilizada devido a sua versatilidade, possibilidade de desmontagem e seu baixo custo. As falhas por fadiga merecem atenção especial, pois é o principal método de falha dos parafusos utilizados em uniões de componentes. A vida em fadiga de uma junta aparafusada possui a influência de diversos fatores construtivos e operacionais. Neste estudo foram analisados alguns destes fatores, como diferença na rigidez dos parafusos com rosca parcial e total, e sua influência no fator de junta e na vida em fadiga da união. Outra variável estudada é o material das arruelas, que quando são incompatíveis com o material do parafuso ocasionam uma drástica redução na vida em fadiga da junta. A pré-carga resultante do torque de montagem associada com a carga externa alternada também possui grande influência sobre a vida em fadiga das uniões, sendo a redução da vida mais significativa quando a carga externa máxima é superior a 85% da pré-carga. Neste trabalho também foram desenvolvidos dois arquivos de simulação das juntas, utilizando o método dos elementos finitos por meio do software ANSYS Workbench, sendo uma simulação contendo as placas da junta e um parafuso simplificado, com o objetivo de calcular a carga residual de compressão entre as placas após a aplicação da pré-carga e carga externa máxima. Esta carga residual foi utilizada nas condições de contorno do modelo da segunda simulação. O segundo arquivo de simulação contém os parafusos, porcas e arruelas com medidas reais, sendo o objetivo obter a vida em fadiga destes parafusos. As simulações numéricas foram validadas por meio de ensaios mecânicos / The use of bolts in the union of elements of structures and mechanical equipment is very used due to its versatility, possibility of disassembly and low cost. The fatigue failures given particular attention because it is the principal method of failure of the bolts used in unions of components. The fatigue life of a bolted joint has the influence of various factors constructive and operational. This study analyzed some of these factors, such as the difference in stiffness of the fully and partially threaded bolts, and its influence on joint stiffness factor and fatigue life of the joint. Another variable studied is the material of washers that when are incompatible with the bolt material cause a drastic reduction in fatigue life of the joint. The preload resulting of the tightening torque combined with the alternating external load also has great influence on the fatigue life of the joints, the reduction of fatigue life is most significant when the maximum external load is higher than 85% of the preload. In this work were also developed two simulation models of the joints using the finite element method using the ANSYS Workbench software, and one simulation containing plates of joint and a simplified bolt, in order to calculate the residual load compression between the plates after applying the preload and maximum external load. The residual load will be used in the boundary conditions of the model of the second simulation. The second simulation model contains bolts, nuts and washers with actual measurements, the objective being to obtain the fatigue life of these bolts. The numerical simulations were validated with mechanical tests

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The procedures of bolted joints design must correspond appropriately with real conditions, to ensure projects of high reliability. Therefore, this study aims to evolve the understanding of the mechanical behavior of bolted joints during the preloading, external loading and fatigue life stages. For this, was performed finite elements analysis, experimental analysis and calculation analytical methods based on several procedures found in the literature, in order to compare the magnitude of the joint stiffness parameter. It was observed that the results provided through the analytical method of VDI 2230, finite element analysis and experimental analysis obtained an excellent agreement. Furthermore, from the VDI 2230 standard, the mean and alternating stresses were determined on the bolts belonging to the bolted joints tested in fatigue and then compared with criteria of fatigue evaluation established for bolts obtaining good coherence. These results indicate that the VDI 2230 standard represents well the mechanical behavior of the joint and should be used as the main guideline for the reliable design of bolted joints. / Os procedimentos de dimensionamento de juntas parafusadas devem corresponder adequadamente às condições impostas na prática, para garantir projetos de alta confiabilidade. Por isso, este estudo tem o objetivo de evoluir na compreensão do comportamento mecânico de juntas parafusadas quando das etapas de pré-carregamento, de aplicação de carga externa e da vida em fadiga. Para tal foram realizadas análises por elementos finitos, por extensometria e por cálculo analítico a partir de diversos procedimentos encontrados na literatura, de modo a comparar a magnitude da rigidez global da junta. Foi observado que os resultados encontrados através do método analítico da norma VDI 2230, da análise por elementos finitos e por extensometria obtiveram ótima concordância. Além disso, a partir da norma VDI 2230, foram determinadas as tensões médias e alternantes nos parafusos de juntas parafusadas ensaiadas em fadiga e então comparadas com critérios de avaliação de fadiga estabelecidos para parafusos sendo obtida boa coerência. Tais resultados apontam que a norma VDI 2230 representa bem o comportamento mecânico da junta e deve ser utilizada como a principal diretriz para o dimensionamento confiável de uniões parafusadas. / São Cristóvão, SE

Com disseminação dos implantes osseointegrados na pratica clinica a ocorrência de complicações mecânicas tornam-se comuns, causando problemas para pacientes e profissionais. O objetivo deste estudo foi comparar o grau de rotação de parafusos de titânio (grau 5), durante testes de torque, re-torque e os valores de destorque (Ncm), sobre infra-estruturas fundidas em monobloco, soldadas com solda TIG e solda Convencional, a partir de abutments tipo UCLA com cinta usinada em Co-Cr. Um dispositivo leitor da quantidade de graus foi especialmente desenvolvido para este estudo, juntamente com um software. Seis implantes Titaniun Fix de 3,75 mm de diâmetro e 13 mm de comprimento e hexágono externo foram montados na base de um dispositivo e diretamente sobre eles foram obtidos os padrões para fundição dos corpos de prova. Para os grupos que foram submetidos a soldagem os corpos foram montados à análogos de implantes Titaniun Fix, e vazados blocos de gesso especial tipo IV (Durone) para serem seccionados e fundidos. Cada corpo de prova foi formado por dois abutments tipo UCLA com cinta em Co-Cr, interligados por uma barra acrílica. Foram obtidos 10 corpos de prova para cada grupo e 60 parafusos de titânio (Grau 5- Titaniun Fix) foram usados para os testes. Obteve-se então a medição do ângulo criado durante o aperto e re-aperto dos parafusos, sendo o re-aperto realizado após 10 minutos do aperto inicial, ambos sob torque de 30Ncm. Após o procedimento de re-aperto, o valor de destoque era imediatamente aferido e anotado em Ncm, possibilitando avaliar a quantidade de torque retido pelo parafuso após o procedimento, sendo esta seqüência realizada 3 vezes para cada corpo de prova. Sendo a análise estatística realizada para essa comparação (ANOVA) Análise de Variância a um critério de classificação, o teste Tukey, para verificar se havia diferença estatística entre os grupos. Os resultados revelaram que durante os procedimentos de torque (aperto), os parafusos empregados em infra-estruturas fundidas em monobloco apresentaram um maior grau de rotação (56,12°), quando comparados aos parafusos empregados em infra-estruturas segmentadas e fundidas separadamente soldadas com solda TIG valor médio de (43,2°) e solda Convencional com valor médio (35,7°), sendo a diferença entre os grupos estatisticamente significante em todos os grupos para o momento torque; p<0,05. Durante o momento re-torque, o ângulo formado na cabeça dos parafusos também foi sempre maior para o grupo monobloco (15,55°) , comparado aos grupos solda TIG (10,15º) e solda Convencional (9,85°) , sendo que diferença estatisticamente significante foi encontrada entre os grupos monobloco em relação aos grupos soldados, e não havendo diferença estatística entre os grupos soldados, p<0,05. Os valores médios de destorque (quantidade de torque retido durante o aperto dos parafusos) foram maiores para o grupo solda TIG (26,77Ncm) em relação aos grupos monobloco (26,55Ncm) e grupo solda Convencional (25,10Ncm) respectivamente, porém sem diferença estatisticamente significante entre os grupos. Tanto para o momento de torque quanto para o momento de re-torque, infra-estruturas do grupo Monobloco permitiram maior rotação dos parafusos dos abutments, quando comparados com os grupos Soldados. Na análise dos valores de destorque, estatisticamente os grupos foram considerados semelhantes. / With the spread of osseointegrated implants in clinical practice the incidence of mechanical complications have become common, causing problems for patients and professionals. The aim of this study was to compare the degree of rotation of titanium screws, during testing of torque, re-torque and destorque values (Ncm) in one-piece casting infrastructures, welded with TIG and Conventional welding, from UCLA strap machined Cr-Co abutments. A reader device for the number of degrees has been specially developed for this study, together with a software. Titaniun Fix implants (n=6) of 3.75mm in diameter and 13mm in length and external hexagon were mounted at the base of a device and they were obtained directly from the casting patterns of the specimens. Groups that were subjected to welding were mounted to the implant analogues, submitted to special plaster type IV (Durone) blocks. Each sample was formed by two UCLA type abutments with strap on Co-Cr, connected by an acrylic bar. It were obtained 10 specimens for each group and 60 titanium screws (Grade 5 - Titaniun Fix) were used for testing. The measurement of the angle created during tightening and re-tightening the screws, and re-grip performed 10 minutes after the initial torque, both under torque 30Ncm were obtained. After re-tightening procedure, the value of destoque was immediately measured and recorded in Ncm, to evaluate the amount of torque by the screw retained after the procedure, being this sequence performed three times for each specimen. The statistical analysis used were, analysis of variance (1 way - ANOVA) and the Tukey test to see whether there were differences between the groups. The results revealed that during the procedures of torque (tightening), the screws used in the one-piece infrastructure castings showed a higher degree of rotation (56,12°) compared to the screws used on targeted infrastructure and rendered separately welded with TIG (43,2°) and Conventional welding with a mean value (35,7°), bei ng the difference between the groups statistically significant in all groups for the torque moment (p<0.05). During the re-torque, the angle formed at the head of the screws was also always greater for the one-piece casting group (15,55°) compared to TI G welding groups (10,15°) and Conventional welding (9,85°), and significant diffe rences were found between the groups (p<0.05). The average values of destorque (retained amount of torque when tightening the screws) were higher for the TIG welding group (26,77Ncm) compared to one-piece casting groups (26,55Ncm) and Conventional welding group (25,10Ncm), respectively, however no statistically significant difference between groups were found. For both the torque and re-torque moments, one-piece infrastructure group allowed more rotation of the abutment screws when compared with the welded groups. In the analysis of destorque values, the groups were statistically similar.

Problemática: De ocorrência clínica bastante comum, o afrouxamento dos parafusos que compõe uma prótese sobre implante é uma complicação que traz transtornos tanto para o profissional quanto para o paciente. Proposição: O objetivo deste estudo foi comparar o grau de rotação de parafusos de titânio (grau 5), durante testes de torque, re-torque e os valores de destorque (Ncm), sobre infra-estruturas fundidas em monobloco, a partir de abutments tipo UCLA totalmente calcináveis e com cinta usinada em Co-Cr. Material e métodos: Um dispositivo leitor da quantidade de graus foi especialmente desenvolvido para este estudo, juntamente com um software . Dois implantes Revolution - SIN de 3,75 mm de diâmetro e 13 mm de comprimento e hexágono externo foram montados na base de um dispositivo e diretamente sobre eles foram obtidos os padrões para fundição dos corpos de prova. Cada corpo de prova foi formado por dois abutments tipo UCLA, totalmente calcináveis ou com cinta em Co-Cr, interligados por uma barra acrílica. Foram obtidos 10 corpos de prova para cada grupo e 40 parafusos de titânio (Grau 5) foram usados para os testes. Obteve-se então a medição do ângulo criado durante o aperto e re-aperto dos parafusos, sendo o re-aperto realizado após 10 minutos do aperto inicial, ambos sob torque de 30Ncm. Após o procedimento de re-aperto, o valor de destoque era imediatamente aferido e anotado em Ncm, possibilitando avaliar a quantidade de torque retido pelo parafuso após o procedimento, sendo esta seqüência realizada 3 vezes para cada corpo de prova. Análises em MEV foram realizadas nas bases de assentamento dos abutments antes e após a realização dos testes, assim como na superfície dos parafusos, a fim de se encontrar eventuais danos na microestrutura dos mesmos. O teste ?t? de student foi aplicado para uma avaliação entre os grupos e o teste ANOVA a um critério foi utilizado para análise intra-grupo. Resultados: Os resultados revelaram que durante os procedimentos de torque (aperto), os parafusos empregados em infra-estruturas obtidas a partir de abutments totalmente calcináveis apresentaram um maior grau de rotação (ensaio1: 61,664°; ensaio 2: 47,718°; ensaio 3: 47,374°), quando comparados aos parafusos empregados em infra-estruturas obtidas de abutments com cinta usinada em Co-Cr (ensaio 1: 49,038°; ensaio 2: 41,636°; ensaio 3: 43,273°), sendo a diferença entre os grupos estatisticamente significante em todos os ensaios realizados; P<0,05. Além disso, em ambos os grupos, a maior rotação dos parafusos ocorreu no primeiro aperto dos mesmos tanto durante o procedimento de torque quanto no procedimento de re-torque. Durante o re-torque, o ângulo formado na cabeça dos parafusos também foi sempre maior para o grupo Acrílico Calcinável (ensaio 1: 14,591°; ensaio 2: 12,987°; ensaio 3: 13,095°), comparado ao grupo Co-Cr (ensaio 1: 11,481°; ensaio 2: 10,117°; ensaio 3: 12,213°), sendo que diferença estatisticamente significante foi encontrada entre os ensaio 1 e 2; P<0,05. Os valores médios de destorque (quantidade de torque retido durante o aperto dos parafusos) também foram sempre maiores para o grupo Acrílico Calcinável (ensaio 1: 27,325Ncm; ensaio 2: 27,050Ncm; ensaio 3: 26,975Ncm), quando comparado ao grupo Co-Cr (ensaio 1: 26,250Ncm; ensaio 2: 26,975Ncm; ensaio 3: 26,400Ncm), porém sem diferença estatisticamente significante. As Imagens obtidas das análises em MEV demonstraram que as superfícies das bases de assentamentos do abutments obtidos a partir de abutments totalmente calcináveis apresentaram grandes irregularidades superficiais, comparadas às obtidas a partir de bases usinadas em Co-Cr, as quais apresentaram um padrão mais liso e uniforme. Quanto à análise dos parafusos, foi encontrado que as maiores deformações dos mesmos ocorrem na base de assentamento de sua cabeça no interior do abutments assim como na região da sua primeira rosca (apical). Conclusões: Tanto para o momento de torque quanto para o momento de re-torque, infra-estruturas do grupo Acrílico Calcinável permitiram maior rotação dos parafusos dos abutments, quando comparados com o grupo Co-Cr. Na análise dos valores de destorque, estatisticamente os grupos foram considerados semelhantes. Imagens em MEV, antes da realização dos testes de torque, re-torque e destorque revelaram que a base de assentamento do grupo Acrílico Calcinável apresentou aspecto mais irregular da fundição quando comparado ao grupo Co-Cr. Em ambos os grupos, partículas de titânio foram encontradas incrustadas nestas bases de assentamento após a realização desses testes, segundo dados do EDS. As imagem em MEV revelaram ainda que os parafusos se deformam principalmente na base de sua cabeça que se assenta no interior dos abutments, assim como na região da sua primeira rosca(apical). / Problem: The abutment screw loosening is a common drawback which concerns both patients and practitioners. Purpose: The aim of this study is to compare the rotational angle degree of Grade V titanium screws during torque, retorque and detorque steps (Ncm) on one-piece cast metal frameworks obtained from UCLA burnout/Co-Cr machined collar abutments. Material and methods: Two external hexagonal implants with 3.75mm in diameter and 13mm in length (Revolution, SIN) were secured to a metallic base and the wax patterns directly fabricated over them. The UCLA burnout/ Co-Cr machined collar abutments were screwed to the implants and joined together with an acrylic resin bar. Ten samples for each abutment type were fabricated. Forty Grade V titanium screws were used in the test. The rotation angle degree was measured with the aid of an specially constructed device and a computer software, during torque and retorque procedures, being the retorque made 10 minutes after the initial torque, both under 30Ncm. After the retorque procedures, the detorque values were measured. The overall sequence (torque, retorque, and detorque) was made three times for each sample. SEM analysis at the implant-abutment interfaces were made before and after the tests, as well as on the screw surfaces to detect possible microdamaging. The Student?s t test was used for between group analyses and the one-way ANOVA test for within group analyses. Results: The rotational angle degree was higher for screws used in the UCLA burnout (test 1: 61,664°; test 2: 47,718°; test 3: 47,374°) than in the Co-Cr machined collar abutments (test 1: 49,038°; test 2: 41,636°; test 3: 43,273°) (P<.05). The highest rotational degree values were observed on the first screwing during torque and retorque procedures. During retorque, the angle formed on the screw head was higher for the UCLA burnout (test 1: 14,591°; test 2: 12,987°; test 3: 13,095°) than the Co-Cr machined collar abutments (test 1: 11,481°; test 2: 10,117°; test 3: 12,213°), being these differences statistically significant between the first and second screwing (P<.05). The mean detorque values were higher in the UCLA burnout (test 1: 27,325Ncm; test 2: 27,050Ncm; test 3: 26,975Ncm) than in the Co-Cr machined collar screw abutments (test 1: 26,250Ncm; test 2: 26,975Ncm; test 3: 26,400Ncm), but not statistically significant. The SEM images demonstrated that the seating surface of the UCLA burnout abutments presented greater irregularities than the Co-Cr machined collar surfaces, which present a more smooth and flat pattern. Greater deformations were found at the seating abutment screw undersurfaces and in the first apical thread as well. Conclusions: The rotational degree was higher in the torque and retorque procedures for UCLA burnout than in the Co-Cr machined collar screw abutments. The detorque values were similar in both groups. The SEM images before torque, retorque and detorque procedures revealed more surface irregularities in the UCLA burnout abutments. In both groups, titanium debris were found in the seating abutment platforms after the tests by EDS images. The SEM images revealed that the abutment screws suffer deformation in the abutment head undersurface as well as in their first apical threads.

Este trabalho apresenta resultados teóricos e experimentais sobre o comportamento estrutural de ligações parafusadas viga-coluna com chapa de topo. São estudados dois tradicionais métodos de dimensionamento e as ligações são analisadas numericamente, via método dos estados limites. Os resultados são comparados com os obtidos através de ensaios de 35 protótipos, nos quais variou-se, alternadamente, a espessura da chapa de topo e o diâmetro dos parafusos. Discute-se, em particular, a influência destes parâmetros no comportamento momento-rotação das ligações com chapa de topo e, ao final, apresentam-se as conclusões pertinentes e recomendações para o prosseguimento dos estudos. / This work presents the theoretical and experimental results on the structural behavior of bolted end plate connections. They are designed by two traditional methods and analyzed by the finite element method. Comparisons are made between the FEM results and those obtained by an experimental analysis on 35 cruciform welded profile models, in which end plate thickness and bolt diameter was alternately varied. Special attention is paid for evaluating the influence of these parameters in the moment rotation behavior of the connections. Finally, the remarks and conclusions are presented and some topics for posterior researches are suggested.

A fixação de estruturas e equipamentos aeronáuticos por meio de juntas aparafusadas é amplamente utilizada e requer bastante cuidado de projeto. Quanto à carga de trabalho, existem dois tipos de juntas aparafusadas: juntas de cisalhamento e juntas de tração. O escopo deste trabalho restringe-se somente ao estudo do segundo tipo de junta, onde os parafusos são predominantemente tracionados em sua condição de trabalho. Uma junta aparafusada tem a função de resistir aos carregamentos de operação e manter o aperto do parafuso por toda sua vida em serviço. Para isso, é necessário um adequado dimensionamento dos parafusos. A determinação da pré-carga de aperto é a base do cálculo da maioria dos conceitos de cálculo deste tipo de união. Uma das principais incertezas no dimensionamento de uma junta fixada por parafusos é a determinação do coeficiente de rigidez dos componentes sob compressão nesta união (com placas e arruelas). Através dos coeficientes de rigidez dos componentes de uma junta é possível entender a sua distribuição de carga, resistência, vida em fadiga, etc. Baseado na importância deste tipo de aplicação na engenharia aeronáutica, o presente trabalho tem como objetivo: 1. apresentar um critério de cálculo para juntas aparafusadas em aplicações aeronáuticas; 2. revisar as principais referências usadas no cálculo e dimensionamento de juntas rigidamente fixadas por parafusos; e 3. propor o método dos elementos fininitos (MEF) de modo a determinar a rigidez dos componentes de uma junta aparafusada, que pode ser muito útil para juntas com graus de complexidade geométrica. Para o estudo da rigidez de juntas, relizado neste trabalho, utiliza-se do método da energia considerando a montagem de uma junta aparafusada como um sistema conservativo. Os coeficientes de rigidez de placas e parafuso são calculados com base na energia de deformação de cada um destes componentes para uma dada carga no parafuso. Em primeira análise, o MEF é proposto no estudo das variações geométricas das placas (espessura e largura). Os resultados obtidos são comparados às teorias de cálculo de rigidez convencionais. Com esta comparação é possivel avaliar a aplicação do método de cálculo proposto com as principais referências convencionais. O segundo estudo utiliza o MEF em uma aplicação de junta aparafusada não convencional. Nesta junção, as placas são de alumínio, e o parafuso é feito de aço. Entre a cabeça e a porca do parafuso apresenta-se uma bucha de uma liga de cobre e berílio. Esta bucha trabalha junto com as placas em compressão pela carga de aperto, e a sua presença causa incertezas no uso dos métodos de cálculos convencionais de rigidez. Neste estudo, é possível comparar o método com resultados de equações embasadas em experimentos neste tipo de montagem. Como último estudo, avalia-se a rigidez de três configurações de juntas, diferentes em relação às cabeças de parafuso. Esta avaliação usa apenas os recursos numéricos como exemplo de aplicação do método apresentado, que tem como proposta investigar os efeitos dos diferentes tipos de cabeças de parafusos na rigidez das placas sob compressão.

Terças de aço formadas a frio são muito utilizadas em sistemas de cobertura e fechamento. Para conferir continuidade entre tramos adjacentes e possibilitar um melhor aproveitamento de material, são empregadas ligações parafusadas por transpasse e com luva. O comportamento estrutural dessas ligações é muito dependente da sua configuração geométrica e do nível de carregamento. Com base em uma série de nove experimentos e análises teóricas, o comportamento estrutural dessas ligações foi investigado no tocante aos esforços resistentes e à rigidez. Observou-se que o modo de falha tem sempre uma componente distorcional significativa e uma resistência menor que a prevista pela metodologia atual de projeto. No caso do momento fletor resistente, a distribuição de tensões de flexão oblíqua é a que melhor se aproxima do comportamento real das terças, sendo possível a partir de uma análise de estabilidade elástica considerando tal comportamento, e, baseado no método da resistência direta e na curva de dimensionamento do modo distorcional, obter uma previsão segura do momento fletor resistente. Além disso, a rigidez da ligação, com relação aos deslocamentos verticais é bastante dependente do tipo de ligação, sendo que as terças com ligações por luva são mais deformáveis que terças sem ligações. Por outro lado, terças com ligações por transpasse são menos deformáveis que terças fisicamente contínuas. As parcelas de rigidez da ligação são apresentadas, e a componente de deformação do furo é a mais significativa. Uma expressão para deduzir a rigidez rotacional da ligação é apresentada, juntamente com um modelo de barras para modelagem da ligação. Os resultados teóricos se ajustam muito bem aos experimentais. Conclui-se em linhas gerais, que as ligações por transpasse podem ser consideradas plenamente satisfatórias do ponto de vista de comportamento estrutural, sendo que terças com essas ligações são mais resistentes e rígidas que terças com continuidade física. O mesmo não ocorre nas terças com ligações por luva, porém, dada a limitação no número de ensaios, tais ligações carecem mais estudos. / Cold-formed steel purlins are widely used in roofs and wall systems. The continuity of long runs of cold-formed steel purlins is guaranteed by sleeve and overlap bolted connections, which allows a better load distribution and material savings. The structural behavior of these connections is highly dependent on their geometric configuration and load level. The strength and stiffness of these connections were determined through a series of nine experiments, numerical and analytical analysis. Results have shown that distortional buckling has a major contribution on the stability analysis of the cold-formed steel purlin. To safely determine the flexural strength of the purlin, one must consider unrestrained bending stress distribution and distortional buckling. The connection type influences the rigidity of the purlin thus the vertical displacement. Purlins with overlapped connections are stiffer than physically continuous ones, although purlins with sleeved connections are not. The bearing deformation at the connection region is responsible for a reduction in the system stiffness. To account for the change in stiffness and determine the vertical displacement, an expression for the bearing stiffness and a beam model are proposed. The results of this model show good agreement with experimental data. The general conclusion of this research is: overlapped bolted connections enhance the structural response of the purlins when compared to physically continuous ones. The same does not hold true for purlins with sleeved connections.

Este trabalho apresenta resultados teóricos e experimentais sobre o comportamento estrutural de ligações parafusadas viga-coluna com chapa de topo. São estudados dois tradicionais métodos de dimensionamento e as ligações são analisadas numericamente, via método dos estados limites. Os resultados são comparados com os obtidos através de ensaios de 35 protótipos, nos quais variou-se, alternadamente, a espessura da chapa de topo e o diâmetro dos parafusos. Discute-se, em particular, a influência destes parâmetros no comportamento momento-rotação das ligações com chapa de topo e, ao final, apresentam-se as conclusões pertinentes e recomendações para o prosseguimento dos estudos. / This work presents the theoretical and experimental results on the structural behavior of bolted end plate connections. They are designed by two traditional methods and analyzed by the finite element method. Comparisons are made between the FEM results and those obtained by an experimental analysis on 35 cruciform welded profile models, in which end plate thickness and bolt diameter was alternately varied. Special attention is paid for evaluating the influence of these parameters in the moment rotation behavior of the connections. Finally, the remarks and conclusions are presented and some topics for posterior researches are suggested.