Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, 2015. / Submitted by Albânia Cézar de Melo (albania@bce.unb.br) on 2015-11-10T13:05:46Z
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2015_PabloAndresAndradeCasanova.pdf: 10282622 bytes, checksum: 0484e4fff4199441308f8a1e533b54b0 (MD5) / As treliças espaciais feitas com tubos com pontas amassadas e conectadas por um único parafuso (conexão típica) são amplamente utilizadas no Brasil devido a sua fácil construção e economia com respeito às ligações com patente. Entretanto, a ligação típica é fraca devido à excentricidade e a diminuição da inércia no nó devido ao processo de amassamento do tubo. Em pesquisas anteriores, foi observado que ao se corrigir a excentricidade gerada pelos tubos convergentes no mesmo nó, usando espaçadores de aço, a treliça pode suportar mais carga consideravelmente. Entretanto, a utilização desses espaçadores de aço aumentava o custo e gerava carga de peso próprio adicional. Desta forma, o objetivo da presente pesquisa é substituir os espaçadores de aço por espaçadores feitos de madeira, que são mais econômicos e leves. Para se avaliar a melhoria na capacidade resistente da treliça, neste trabalho se fez um estudo numérico-experimental a fim de se examinar a viabilidade do uso da madeira como espaçador. No estudo numérico foi modelada uma treliça espacial tetraédrica tubular com base quadrada de 2m por 2m e altura de 0,7m usando-se para a análise numérica o software comercial em Elementos Finitos, ANSYS Workbench 14.5. Nas análises foi considerada uma geometria detalhada da treliça bem como o comportamento não linear físico e geométrico da treliça procurando-se desta forma se chegar a uma modelagem a mais próxima possível da realidade. No estudo experimental foram ensaiadas três treliças espaciais de secção tubular com ligação típica e com espaçadores de madeira Maçaranduba. Nestes testes, verificou-se que os espaçadores de madeira resistiram bem às cargas. Além disso, a capacidade de suporte da treliça resultou muito semelhante à capacidade das treliças anteriores usando espaçadores de aço. Os tipos de deformação (flambagem e deformações locais) que se apresentaram no modelo numérico e no ensaio experimental são bem semelhantes. Tais semelhanças nos resultados enfatiza que o modelo numérico prevê adequadamente o colapso e a deformada das treliças observadas nos ensaios experimentais. Portanto, conclui-se que os resultados mostram a viabilidade do uso de espaçadores como uma alternativa para substituir os espaçadores de aço em treliças com a vantagem de menor peso e custo. / Space trusses made of tubes with flattened ends connected with a trespassing bolt (typical connection) are widely used due to its easy construction and economy with respect to patented connections. However, the typical connection is weak due to the eccentricity and reduced momentum of inertia that exists at the nodes due to the flattening process. In previous studies, it was observed that when correcting the eccentricity generated by converging tubes at the same node, using steel spacers, the truss can support more load considerably. However, the use of such spacers made of steel increased the cost of production and generated additional dead load. Thus, the objective of the present research is to replace the steel spacers for spacers made of wood, which are more economical and lighter. To assess the improvement in the bearing capacity of the truss, this work applied a numerical and experimental approach to exam the feasibility of using wood spacer. In the numerical study, a tubular tetrahedral spatial lattice with square base 2m by 2m and 0.7m height was used. In the numerical analysis the commercial Finite Element software, ANSYS Workbench 14.5 was employed. The numerical analyses considered the detailed geometry of the truss as well as the non-linear behavior of the material and geometry trying to model the truss as close to reality as possible. In the experimental study, three trusses with typical connections and “Maçaranduba” wooden spacers were tested. In these tests, it was observed that the wood spacers withstood the loads. Moreover, the bearing capacity of the truss was very similar to bearing capacity of the previous trusses using steel spacers. The types of deformation (buckling and local deformations) shown in the numerical model and in the experimental test were very similar. This similarity in the results highlights that the numerical model adequately predicted the collapse and deformed shape of the trusses observed in the lab tests. Therefore, in conclusion: the results show that the use of wood spacers is feasible and an alternative to replace steel spacers in trusses with less weight and cost.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.unb.br:10482/21094 |
| Date | 25 June 2015 |
| Creators | Casanova, Pablo Andrés Andrade |
| Contributors | Bezerra, Luciano Mendes |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UnB, instname:Universidade de Brasília, instacron:UNB |
| Rights | A concessão da licença deste item refere-se ao termo de autorização impresso assinado pelo autor com as seguintes condições: Na qualidade de titular dos direitos de autor da publicação, autorizo a Universidade de Brasília e o IBICT a disponibilizar por meio dos sites www.bce.unb.br, www.ibict.br, http://hercules.vtls.com/cgi-bin/ndltd/chameleon?lng=pt&skin=ndltd sem ressarcimento dos direitos autorais, de acordo com a Lei nº 9610/98, o texto integral da obra disponibilizada, conforme permissões assinaladas, para fins de leitura, impressão e/ou download, a título de divulgação da produção científica brasileira, a partir desta data., info:eu-repo/semantics/openAccess |
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