[pt] Elementos de paredes finas com seções transversais abertas têm sido amplamente empregados em aplicações de engenharia. Embora as aplicações convencionais e os códigos de projeto se concentrem predominantemente em elementos de aço, observa-se um interesse crescente no uso de materiais alternativos, especialmente compósitos. Entre estes, polímeros reforçados com fibra (FRP) têm sido cada vez mais empregados devido às suas propriedades benéficas. No entanto, a natureza ortotrópica das colunas FRP, produzidas através de pultrusão, apresenta um desafio, uma vez que as prescrições convencionais de projeto para estruturas de aço não podem ser aplicadas diretamente. Assim, mais pesquisas são essenciais para fornecer normas de projeto confiáveis para membros estruturais em FRP. Entre as geometrias tradicionais de seção aberta, seções cantoneira têm sido comumente empregadas. Apesar de sua simplicidade geométrica, colunas com seção cantoneira apresentam uma flambagem estrutural e um comportamento dinâmico complexos, que decorre do fato de tais colunas apresentarem diferentes modos de deformação, função de suas propriedades geométricas e materiais, incluindo interação modal, principalmente entre os modos de flexão e torção. Este trabalho se concentra na investigação das características de flambagem e vibração de colunas pultrudadas FRP com seção cantoneira, abrangendo seções de abas iguais e desiguais, e abrangendo colunas curtas a longas. Para isso, são desenvolvidos modelos de dimensão reduzida (ROMs) baseados na teoria clássica não linear de placas (CPT) proposta por von Kármán. A seção cantoneira é modelada como duas placas, com restrições de continuidade imposta na ligação entre ambas. Utilizando o software GBTul, é conduzida uma investigação abrangente da participação modal nos modos de flambagem e vibração. Com base nesta análise, o campo de deslocamentos de cada placa para todos os ROMs é aproximado por funções de interpolação derivadas analiticamente, que são usadas para discretizar o sistema contínuo com base no método de Ritz. Pela aplicação do princípio de Hamilton, os problemas de autovalor e equações não lineares de movimento são derivados. São realizadas análises paramétricas dimensionais e adimensionais, com cargas críticas e frequências de vibração comparadas favoravelmente com os resultados do GBTul. Caminhos pós-flambagem são explorados resolvendo-se os sistemas de equações de equilíbrio não lineares para cada ROM. A influência dos parâmetros geométricos e materiais na rigidez pós-flambagem é investigada, juntamente com a sensibilidade às imperfeições geométricas iniciais. Finalmente, a estabilidade de colunas sob carregamento axial harmônico é avaliada resolvendo-se numericamente as equações não lineares de movimento usando-se o método Runge-Kutta de quarta ordem. As regiões de instabilidade paramétrica são determinadas em função da frequência e magnitude da força de excitação harmônica, considerando a influência do material, do amortecimento e da geometria da seção transversal. Os diagramas de bifurcação são obtidos empregando-se o método da força bruta e técnicas de continuação, esclarecendo as bifurcações associadas aos limites de instabilidade paramétrica. A evolução das bacias de atração de soluções coexistentes é investigada, proporcionando uma avaliação da integridade dinâmica. Os resultados demonstram que a coluna pode perder estabilidade sob níveis de carga bem abaixo da carga estática de flambagem e, portanto, os projetistas devem ter cautela ao trabalhar com essas estruturas sujeitas a cargas axiais variáveis no tempo. / [en] Thin-walled elements with open cross sections have been widely employed in engineering applications. While conventional applications and design codes predominantly focus on steel members, a growing interest has emerged in exploring alternative materials, particularly composites. Among these, fiber reinforced polymer (FRP) has witnessed increased application owing to its advantageous properties. However, the orthotropic nature of FRP columns, produced through pultrusion, presents a challenge as conventional design prescriptions for structural steel cannot be directly applied. Thus, further research is essential to derive reliable design rules for FRP members. In the realm of traditional open section geometries, angle sections have been commonly employed. Despite their geometric simplicity, angles exhibit a complex structural buckling and dynamic behaviour which arises from the fact that such columns may undergo different deformation modes, according to their geometric and material properties, with modal interaction observed, particularly between flexural and torsional modes. This work focuses on investigating the buckling and vibration characteristics of pultruded FRP angle sections, encompassing both equal and unequal-leg sections, and spanning short to long columns. For this, reduced order models (ROMs) are developed based on the classical von Kármán nonlinear plate theory (CPT). The angle section is modelled as two plates, with continuity constraints considered at the common boundary. Utilizing GBTul software, a comprehensive investigation of modal participation in linear buckling and vibration modes is conducted. Based on this analysis, the plate displacement field for each ROM is approximated by suitable analytically derived interpolating functions, which are used to discretize the continuous system on the basis of the Ritz energy method. By application of Hamilton s principle, the eigenvalue problems and nonlinear equations of motion are derived. Parametric dimensional and nondimensional analyses are carried out, with critical loads and vibration frequencies compared favorably with GBTul results. Post-buckling paths are explored by solving the systems of nonlinear equilibrium equations for each ROM. The influence of geometric and material parameters on post-buckling stiffness is investigated, along with the sensitivity to initial geometrical imperfections. Finally, the stability of the columns under harmonic axial loading is assessed by numerically solving the nonlinear equations of motion using the fourth-order Runge-Kutta method. Parametric instability regions are determined as a function of the frequency and magnitude of the harmonic excitation force, considering the influence of material, damping, and cross-sectional geometry. Bifurcation diagrams are obtained employing the brute force method and continuation techniques, clarifying the bifurcations associated to the parametric instability boundaries. The evolution of basins of attraction of coexisting solutions is investigated, providing an evaluation of dynamic integrity. The results demonstrate that the column may lose stability at load levels well below the static buckling loads and, therefore, designers must exercise caution when working with these structures subjected to time-varying axial loads.

[pt] Este trabalho visa discutir tópicos ainda não totalmente compreendidos a respeito do comportamento de compósitos pultrudados de polímero reforçado com fibras de vidro, englobando os mecanismos de falha e danos, bem como a resposta à múltipla fissuração dos compósitos. Investigações experimentais e numéricas foram conduzidas, com foco nas junções mesa-alma extraídas de variados tipos de perfis e decks de pontes. Fatores que propiciam a delaminação, como a influência de defeitos e imperfeições locais e a consequente modificação das trajetórias de tensão são discutidas. Equações teóricas foram propostas para a determinação da rigidez rotacional das junções mesa-alma, resultando em máximas diferenças de 24 por cento e 38 por cento para seções I e C, respectivamente. Para contribuir para um banco de dados de parâmetros da fratura relacionados a esse material, adaptações de clássicos experimentos da mecânica da fratura, para ambos os Modos I e II, foram propostos e conduzidos. Nove métodos de regressão de dados foram analisados e comparados com modelos de elementos finitos. O método Modified Beam Theory (MBTASTM) apresentou os melhores resultados para propagação de fissuras no Modo I, enquanto para o Modo II, os métodos Corrected beam theory using effective crack length (CBTE) e Experimental compliance method (EMC) apresentaram os resultados mais próximos dos modelos numéricos. Finalmente, uma nova abordagem para a análise de múltipla fissuração é proposta. Curvas R e curvas compliance foram obtidas com base na soma dos comprimentos de fissuras e as respectivas taxas de liberação de energia elástica foram avaliadas separadamente. Os resultados da abordagem proposta foram comparados com modelo numérico desenvolvido com o auxílio de elementos coesivos e boas correlações em termos da resposta carga x deslocamento foram encontradas. / [en] This work aims to discuss the behavior of pultruded glass fiber-polymer composites related to issues not fully understood, comprising the damage and failure mechanisms, as well as the multi-crack composites response. Experimental and numerical investigations are conducted mainly on web-flange junctions (WFJ) extracted from varied profiles and bridge decks systems. Factors that favor the composites delamination, such as the influence of local defects/imperfections and the consequent modification on the junctions stresses trajectories are addressed. Theoretical equations were proposed to determine the WFJs rotational stiffness, resulting in maximum differences of 24 percent and 38 percent for I-sections and channels, respectively. To complement the scarcity of fracture parameter data related to the material, adaptations of classical fracture mechanic experiments for both Modes I and II were proposed and conducted. Nine data reduction methods were analyzed and compared with finite element models. The Modified Beam Theory method presented the best results for crack propagation in Mode I, whereas for Mode II, the Corrected Beam Theory using effective crack length and the Experimental Compliance Methods presented the closest results to numerical models. Finally, a novel approach for the multi-crack assessment is proposed. Compliance and R-curves are obtained based on the sum of the crack lengths and the strain energy release rate for each crack is evaluated separately. The results of this novel approach were compared with numerical analyses developed with the use of cohesive elements and a good agreement was found in terms of load vs. displacement response.