Estudo numérico do comportamento semirrígido de uma ligação viga-pilar pré-moldada com concreto com fibras no consolo e no dente da viga

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: Teodoro, Luiz Fernando Honorato
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Beam-column connection; Chumbadores grauteados; Elementos pré-moldados de concreto; Grouted dowels; Ligação semirrígida; Ligação viga-pilar; Numerical modeling; Precast concrete structures; Semirigid connection; Simulação numérica
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18134/tde-19102022-103155/

O uso de elementos de concreto pré-moldado impulsionou a industrialização da construção civil. No entanto, esta prática trouxe descontinuidades de esforços entre os elementos que compõem as edificações. Com isto, estudos relativos a tipos de ligação se tornaram frequentes em numerosos centros de pesquisa, com o objetivo de melhorar a continuidade entre os elementos estruturais, aumentando a rigidez e capacidade das ligações. Desta forma, este projeto aborda um estudo numérico do comportamento de uma ligação viga-pilar, parcialmente pré-moldada, com chumbadores de aço grauteados e barras de aço negativas para resistir ao momento fletor positivo e negativo, respectivamente. Esta estrutura se assemelha com a ligação de Tipologia 1 da NBR 9062 (ABNT, 2017), diferenciando-se no uso de concreto com fibras de aço nos consolos e nos dentes da viga. Primeiramente, para o presente estudo foi desenvolvido um modelo numérico com o auxílio do programa DIANA®, o qual é baseado no método dos elementos finitos (MEF), validando-o por meio dos resultados experimentais de pesquisa anterior como as curvas momento versus rotação, o padrão de fissuração e os modos de falha. Então, investigou-se diferentes parâmetros como a substituição do concreto com fibras de aço para concreto convencional, os diâmetros e posições dos chumbadores e a taxa das barras negativas. No estudo paramétrico foi simulado nove modelos no total. Substituindo o concreto com fibras de aço para o convencional não provocou diferenças significativas no comportamento da ligação. Aumentando a distância entre os chumbadores duplos, consequentemente diminuindo o efeito de grupo e aumentando o de borda, elevou-se a rigidez e a capacidade da ligação sob momentos positivos. Como esperado, o aumento nos diâmetros dos chumbadores elevaram a rigidez e a capacidade da ligação. Para todos os modelos solicitados por momento fletor positivo, o modo de falha com a plastificação do chumbador e o esmagamento do concreto não se modificou com nenhuma variação paramétrica. Como demonstrado em trabalhos anteriores, há um aumento na rigidez e na capacidade da ligação sob momentos negativos quando se aumenta a taxa das barras negativas. O modo de falha considerando a plastificação do aço para todos os modelos sob momento negativo não se alterou. Na sequência, um estudo teórico foi executado nos modelos com as variações da taxa de barras negativas. Todos os modelos foram classificados como ligações semirrígidas de acordo com o coeficiente (αR). Conclusões mostram que a formulação da NBR 9062 (ABNT, 2017) para prever a rigidez secante não é adequada para a ligação em estudo, quando comparada com a rigidez numérica. Isto é esperado devido às diferenças entre as ligações estudadas e a ligação de Tipologia 1.