Documento | Mestrado |
Área | Estruturas Metálicas |
Data da defesa | 17/04/2024 |
Autor | FURUKAWA, Marina Naomi |
Orientador | MALITE, Maximiliano |
Português | |
Título | Análise do comportamento estrutural de ligações de base de porta-paletes de aço |
Resumo
Os porta-paletes seletivos se apresentam como uma das estruturas mais tradicionais de armazenamento, devido às vantagens econômicas e operacionais desse sistema, composto, em geral, por perfis de aço formados a frio. As ligações de base de colunas porta-palete são tipicamente semirrígidas e, apesar da sua relevância na análise estrutural global do porta-palete, observa-se a escassez de diretrizes em normas e em trabalhos da literatura acerca da complexa resposta estrutural dessas ligações. No âmbito normativo, de forma geral, há a recomendação de programas experimentais para obtenção de parâmetros de projeto dos arranjos estruturais de base dos porta-paletes. No entanto, as especificações normativas de ensaio são pouco acessíveis e apresentam inconsistências em suas diretrizes. Portanto, a presente pesquisa tem por objetivo projetar um modelo alternativo de ensaio para ligações de base de colunas porta-paletes e, com isso, realizar uma investigação experimental do comportamento mecânico dessas ligações. As análises experimentais validaram o modelo alternativo de ensaio proposto e evidenciaram o comportamento semirrígido dos dois modelos de ligação de base avaliados. Observou-se o papel fundamental da força de compressão de ensaio no comportamento da curva momento-rotação da ligação, nos modos de colapso característicos do arranjo estrutural de base, e nos parâmetros de rigidez rotacional e momento fletor resistente das amostras. Os parâmetros de projeto da ligação de base provenientes das especificações da norma australiana AS 4084:2012 se mostraram condizentes com os resultados experimentais. Todavia, o presente trabalho observou inconsistências e resultados contra-segurança nas diretrizes da norma europeia EN 15512:2009 e da norma americana ANSI/RMI MH16.1:2021. A análise comparativa dos dois modelos de ligação avaliados atesta que o comportamento mecânico das ligações de base de porta-paletes é delineado por parâmetros geométricos e construtivos, e.g. ancoragem da placa de base e bracket, e por fenômenos estruturais tipicamente não lineares, e.g. plastificação do aço, instabilidades na coluna porta-palete, não linearidade de contato entre as peças e a presença de torção no arranjo estrutural de base.
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Palavras-chave | ligação de base; análise experimental; porta-palete; comportamento semirrígido; rigidez rotacional; perfil formado a frio; aço. |
English | |
Title | Analysis of the mechanical behavior of steel storage rack baseplate upright connections |
Abstract
One of the most traditional solutions to the storage market is steel storage racks, which are usually composed of cold-formed steel profiles and offer economic and operational advantages. Besides the non-negligible effects on the overall frame stability, currently available rack design specifications and studies do not provide enough guidelines for considering the influence of semi-rigid steel storage rack baseplate upright connection. The main specifications of storage rack design recommend testing to determine the baseplate stiffness and strength. However, several aspects of the set-up for standards test need clarification since they may lead to inaccurate results in some cases. Hence, the first part of this study aims to present an alternative test method to evaluate baseplate upright connections of steel storage racks. Finally, an experimental investigation is carried out to establish the flexural behavior of the baseplate connections. The experimental analysis, while also validating the proposed alternative test set-up, reveal the semi-rigidity of both test specimens evaluated in this study. The effect of the axial compression force on the behavior of the baseplate connections is examined experimentally by the moment-rotation curve, the failure mode pattern of the test specimens, and the baseplate stiffness and strength results. The experimental results are shown to be consistent with the Australian rack design specifications AS 4084:2012. On the other hand, the European Standard EN 15512:2009 and the American Standard ANSI/RMI MH16.1:2021 mislead to overestimated results. The experimental observations regarding the two test specimens reveal that the mechanical behavior of steel storage rack baseplate upright connection is determined by parameters such as the anchor bolt configuration and the bracket, and by non-linear structural effects exhibited as plastic deformations, column instability, contact non-linearity between the structural elements, and the presence of torsional effects in the baseplate assembly.
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Keywords | baseplate connection; experimental analysis; storage rack; semi-rigid; stiffness; cold-formed steel. |