Análise numérica de conectores de cisalhamento em pilar misto tubular circular preenchido com concreto.
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Data
2019
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Resumo
Os pilares mistos preenchidos com concreto (PMPCs) trazem uma série de vantagens,
porém é de extrema importância assegurar que os dois materiais, aço e concreto,
trabalhem em conjunto. Em regiões de introdução de cargas, muitas vezes a tensão de
aderência entre os dois materiais não é o suficiente para garantir a interação. Nessas
regiões é necessário a colocação de conectores de cisalhamento, que tem o objetivo de
assegurar transferência de carga entre o aço e o concreto, assegurando o comportamento
em conjunto. No presente trabalho foi realizada a análise numérica de modelos de PMPCs
tubulares circulares preenchidos com concreto, com a presença de conectores de
cisalhamento do tipo parafuso estrutural. Os modelos numéricos foram construídos e
analisados no software Simulia ABAQUS 6.14 (2014) e então calibrados com os modelos
experimentais Neto (2016). Os modelos contemplam conectores com diferentes
geometrias, além da variação da espessura do tubo e da resistência do concreto. A malha
de elementos finitos utilizada conta com elementos do tipo C3D8 e C3D10. Foi utilizado
o modelo constitutivo Concrete Damage Plasticity para o concreto. Os modelos
numéricos, em sua maioria, representam com fidelidade o comportamento de carga por
conector versus deslocamento dos modelos experimentais. Dentre os modelos
construídos, os com parafuso de menor diâmetro do fuste apresentaram resultados mais
próximos aos resultados experimentais. Os resultados de carga máxima por conector
assim como os experimentais apresentaram valores maiores que os previstos pela norma
ABNT NBR 16239: 2013. Com a parametrização de algumas variáveis foi possível
concluir que o diâmetro do fuste do conector é a variável de maior influência para o PMPC
e a espessura do tubo de aço deve ser compatível com o diâmetro do fuste para que não
haja subaproveitamento dos materiais. A relação entre diâmetro do conector e espessura
do tubo de aço deve estar entre 1,3 e 2,0. A mudança de comprimento do conector não
acarretou alteração significativa na capacidade de carga. A distância mínima entre linhas
de conectores de seis vezes o diâmetro, estabelecida pela norma ABNT NBR 16239: 2013
é o suficiente para que não haja sobreposição dos modos de falha dos conectores na
direção longitudinal. Os conectores de cisalhamento se mostraram em todos os casos
bastante eficientes em transferir as cargas entre os materiais e assegurar o comportamento
em conjunto do PMPC. Palavras-chave: pilar misto preenchido com concreto, conectores
de cisalhamento, analise numérica.
Descrição
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil. Departamento de Engenharia Civil, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto.
Palavras-chave
Pilar misto, Cisalhamento, Pilares - análise numérica, Concreto
Citação
CHAVES, Marina de Fátima Ferreira. Análise numérica de conectores de cisalhamento em pilar misto tubular circular preenchido com concreto. 148 f. 2019. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) - Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2019.