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Análise paramétrica da distribuição de conectores de cisalhamento stud bolt no comportamento de vigas mistas aço-concreto
| Summary: | A utilização de estruturas mistas evidencia as diversas vantagens do emprego inteligente dos materiais na construção civil. Fazer o uso de vigas mistas de aço-concreto acentua o desempenho dos materiais, convertendo essa maior eficiência em vantagens estruturais, redução de custos, aumento da velocidade de construção e diminuição na geração de resíduos, tornando assim as soluções construtivas em estruturas mistas competitivas frente aos métodos construtivos tradicionais. Considerando que a ligação entre os elementos da viga mista é extremamente influente no seu comportamento, os conectores de cisalhamento desempenham papel fundamental na eficácia do conjunto, isto posto, somado a uma variação das recomendações normativas nacionais e internacionais quanto ao efeito do número e distribuição dos conectores de cisalhamento este trabalho faz-se muito importante. O objetivo do mesmo é analisar a influência da disposição de conectores de cisalhamento do tipo stud bolt em vigas mistas. Este trabalho baseia-se no fato de existir estudos que identificaram grandes variações no deslizamento relativo entre os componentes, deslocamento máximo e capacidade resistente quando impostas mudanças na disposição dos conectores, seja de acordo com o fluxo de cisalhamento, diagrama de corte, diagrama de momento fletor ou concentração de maior número próximo a aberturas em almas de vigas. Para apurar as circunstâncias, efeitos e mecanismos destas variações foram realizadas análises numéricas através de um modelo de elementos finitos, com a utilização do software VIMIS desenvolvido no CEMACOM-UFRGS. Foi analisado o comportamento de vigas mistas para diversos cenários, efeitos em vigas sob cargas de curta duração e em vigas que consideram efeitos diferidos no concreto, vigas simplesmente apoiadas e vigas continuas. Dentre estas possibilidades ainda foram feitos acoplamentos destes efeitos. Foi também considerado para fins de comparação as disposições estabelecidas nas normativas: NBR 8800 (2008); AASHTO (2007); NBR 16694 (2020). Para isso foi desenvolvida uma rotina em python que executa a verificação do perfil e demais avaliações do conjunto de acordo com as prescrições normativas e possibilita ao usuário que selecione o modelo de disposição dos conectores de acordo com as normas acima citadas. Após as verificações concluiu-se que a distribuição dos conectores de maneira não uniforme melhorou a resistência última para as vigas simplesmente apoiadas, mas apresentou pouca variação para vigas contínuas. Verificou-se também que a deflexão máxima e deslizamento relativo na interface foram reduzidos satisfatoriamente com destaque para as vigas com distribuição de acordo com o fluxo de cisalhamento que demostraram desempenho acima das demais vigas |
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| Main Authors: | Campos, Cristian de |
| Subject: | Vigas mistas Dimensionamento de estruturas Elementos finitos Composite beams Stud bolt Steel-concrete Finit element method Position of shear connectors COMBEAMS |
| Year: | 2023 |
| Country: | Brazil |
| Document type: | master thesis |
| Access type: | open access |
| Associated institution: | IBICT |
| Language: | Portuguese |
| Origin: | Oasisbr |
| Summary: | A utilização de estruturas mistas evidencia as diversas vantagens do emprego inteligente dos materiais na construção civil. Fazer o uso de vigas mistas de aço-concreto acentua o desempenho dos materiais, convertendo essa maior eficiência em vantagens estruturais, redução de custos, aumento da velocidade de construção e diminuição na geração de resíduos, tornando assim as soluções construtivas em estruturas mistas competitivas frente aos métodos construtivos tradicionais. Considerando que a ligação entre os elementos da viga mista é extremamente influente no seu comportamento, os conectores de cisalhamento desempenham papel fundamental na eficácia do conjunto, isto posto, somado a uma variação das recomendações normativas nacionais e internacionais quanto ao efeito do número e distribuição dos conectores de cisalhamento este trabalho faz-se muito importante. O objetivo do mesmo é analisar a influência da disposição de conectores de cisalhamento do tipo stud bolt em vigas mistas. Este trabalho baseia-se no fato de existir estudos que identificaram grandes variações no deslizamento relativo entre os componentes, deslocamento máximo e capacidade resistente quando impostas mudanças na disposição dos conectores, seja de acordo com o fluxo de cisalhamento, diagrama de corte, diagrama de momento fletor ou concentração de maior número próximo a aberturas em almas de vigas. Para apurar as circunstâncias, efeitos e mecanismos destas variações foram realizadas análises numéricas através de um modelo de elementos finitos, com a utilização do software VIMIS desenvolvido no CEMACOM-UFRGS. Foi analisado o comportamento de vigas mistas para diversos cenários, efeitos em vigas sob cargas de curta duração e em vigas que consideram efeitos diferidos no concreto, vigas simplesmente apoiadas e vigas continuas. Dentre estas possibilidades ainda foram feitos acoplamentos destes efeitos. Foi também considerado para fins de comparação as disposições estabelecidas nas normativas: NBR 8800 (2008); AASHTO (2007); NBR 16694 (2020). Para isso foi desenvolvida uma rotina em python que executa a verificação do perfil e demais avaliações do conjunto de acordo com as prescrições normativas e possibilita ao usuário que selecione o modelo de disposição dos conectores de acordo com as normas acima citadas. Após as verificações concluiu-se que a distribuição dos conectores de maneira não uniforme melhorou a resistência última para as vigas simplesmente apoiadas, mas apresentou pouca variação para vigas contínuas. Verificou-se também que a deflexão máxima e deslizamento relativo na interface foram reduzidos satisfatoriamente com destaque para as vigas com distribuição de acordo com o fluxo de cisalhamento que demostraram desempenho acima das demais vigas |
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