Análise numérica de conectores de cisalhamento do tipo tubular Perfobond com furo alongado

• Ano de defesa: 2024
• Autor(a) principal: Sardinha, Vinicius de Araujo Silva
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade do Estado do Rio de Janeiro; Centro de Tecnologia e Ciências::Faculdade de Engenharia; Brasil; UERJ; Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil
• Palavras-chave em Português: Engenharia civil; Construção mista; Vigas; Aço tubular - Estruturas; Análise numérica; Civil engineering; Composite construction; Girders; Tubular steel structures; Numerical analysis; ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL::ESTRUTURAS
• Link de acesso: http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/23408

As vigas mistas de aço e concreto combinam as propriedades desses dois materiais para proporcionar um desempenho superior à estrutura. No entanto, é essencial garantir a aderência entre o aço e o concreto, sendo o método mais comum, o uso de conectores de cisalhamento, responsáveis pela ligação mecânica entre os dois materiais. As normas de dimensionamento recomendam o uso de conectores do tipo pino e perfil U. Entretanto, novas versões normativas estão em desenvolvimento, considerando outros tipos de conectores para fins de dimensionamento. O conector Perfobond tem se destacado por sua resistência, porém, em alguns casos, a capacidade de deslizamento apresenta-se de forma insatisfatória. Deste modo, o conector de cisalhamento do tipo Tubular Perfobond tem sido investigado como uma alternativa ao Perfobond tradicional, com o objetivo de fornecer maior ductilidade e resistência. Este trabalho concentrou-se na avaliação numérica de conectores Tubulares Perfobond, a partir da validação de ensaios experimentais de conectores similares pré-existentes, visto que não foram encontrados na literatura, ensaios com conectores tipo Tubular Perfobond. Uma análise paramétrica também foi realizada, variando os principais parâmetros que possam impactar no comportamento estrutural deste tipo de conector, principalmente a influência de duas geometrias de furo, sendo uma com furo circular e a outra com furo alongado. Foram observados três modos de falha distintos, sendo esses: falha por tração devido a fissuração da laje, por compressão devido ao esmagamento no concreto e plastificação do conector. Os resultados demonstraram, de forma geral, que o aumento da resistência do concreto impacta significativamente na resistência do conector. A mudança na geometria do furo de circular para alongado, bem como a utilização de conectores de menores espessuras, diminuiu a resistência, mas aumentou a capacidade de deslizamento dos modelos. Com base nos resultados observados, foi desenvolvida uma formulação para determinar a capacidade de carga para o conector Tubular Perfobond, além de apresentar um exemplo de dimensionamento prático. Os resultados mostraram que a prescrição proposta neste trabalho apresentou boa concordância com os valores obtidos na modelagem numérica, mostrando-se segura e eficaz para prever não apenas a capacidade de carga, mas também o modo de falha condicionante no dimensionamento, evitando assim, casos indesejáveis de falha. Além disso, a mudança de geometria de furo circular para alongado, proporcionou mudança do modo de falha da estrutura de frágil para dúctil, na maioria dos casos. Portanto, conclui-se que o conector Tubular Perfobond representa uma alternativa viável ao Perfobond tradicional, em termos de resistência e ductilidade.