Análise teórica e experimental da influência de conectores por aderência em pilares mistos formados por perfis leves e preenchidos com concreto leve - Costa, Lays Raianne Azevedo da (2023)
Pilares de aço-concreto estão se tornando cada vez mais comuns na engenharia civil devido a eficiência da aplicação do aço e do concreto, e a sua resistência é função de parâmetros como o tipo e espessura dos perfis de aço, esbeltez dos pilares, tipo e resistência do concreto, dentre outros. A utilização de perfis leves, em alternativa aos tradicionais laminados, e de concreto leve, em alternativa ao concreto de densidade normal, pode favorecer a redução do peso da estrutura, e assim, avaliar o impacto da utilização deles no desempenho do sistema misto é necessário. A associação aço-concreto tem por objetivo extrair a capacidade máxima destes materiais, mas para tanto, é necessário que eles trabalhem em conjunto e a utilização de conectores de cisalhamento pode favorecer a interação aço-concreto. Desta forma, o presente trabalho teve por objetivo avaliar experimentalmente e teoricamente o desempenho de pilares mistos preenchidos, constituídos por perfis leves de aço e por concreto leve, cuja interação aço-concreto foi obtida por meio de conexões por aderência. Primeiramente, foi desenvolvida uma revisão sistemática com meta-análise, de modo a avaliar o interesse prático dos pilares mistos. Em seguida, foram realizados ensaios de cisalhamento direto e Push-out para avaliar o comportamento da ligação por aderência e ensaios de flexo-compressão para avaliar o comportamento estrutural de pilares preenchidos com concreto de densidade normal e leve, e cuja interação aço-concreto era obtida por meio de conectores de cisalhamento. Também foram realizadas simulações numéricas utilizando o ABAQUS, de modo a extrapolar os resultados obtidos experimentalmente. A revisão sistemática apresentou de forma qualitativa e quantitativa que existe interesse prático na utilização dos sistemas mistos. Na etapa experimental, foi observado que a utilização de conectores de cisalhamento com nervuras favoreceu o aumento da resistência final dos sistemas em torno de 14% em relação aos modelos sem conectores, e em torno de 3% em relação aos modelos com conectores lisos, indicando que a presença de nervuras pode ter influenciado o comportamento estrutural observado. Apesar dos pilares preenchidos com concreto de densidade normal terem apresentado maiores valores de resistências finais em relação aos de concreto leve, os segundos favorecerem a redução do peso dos sistemas em torno de 20%, representando uma vantagem no contexto da pré-fabricação e racionalização das construções. As simulações numéricas mostraram que a inserção de armaduras nos pilares e o aumento da resistência do concreto favorecem o desempenho final, ratificando a contribuição desses fatores na resistência dos sistemas, segundo as previsões normativas. Na etapa analítica, foram calibrados modelos analíticos para as interfaces propostas, que apresentaram boas correlações com os resultados obtidos nos ensaios de cisalhamento direto. Ao final, os valores obtidos na etapa experimental para os ensaios de compressão dos pilares foram comparados com os das expressões da NBR 8800:2008 e Eurocode4, também apresentando boas correlações.