Estudo numérico experimental de treliças espaciais feitas com tubos de aço com ponta amassada e espaçadores de madeira para corrigir as excentricidades nos nós de ligação

Abstract

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.