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Title: Estudo teórico, numérico e experimental de treliças mistas em perfis tubulares.
Authors: Martins, Joel Donizete
metadata.dc.contributor.advisor: Sarmanho, Arlene Maria Cunha
Keywords: Estruturas mistas
Treliças - construção civil
Cisalhamento
Ligações tubulares
Issue Date: 2014
Citation: MARTINS, Joel Donizete. Estudo teórico, numérico e experimental de treliças mistas em perfis tubulares. 2014. 179 f. Tese (Doutorado em Ciências da Engenharia Civil) - Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2014.
Abstract: Neste trabalho avaliou-se o comportamento de treliças mistas em perfis metálicos com seção transversal tubular associadas a lajes maciças de concreto armado. Foram analisados os resultados experimentais de uma treliça mista em escala real com vão de 10000 mm, laje com 2000 mm de largura e 100 mm de espessura, com perfis em seção tubular circular nas diagonais (TC 101,6 x 6,4) e montantes (TC 60,2 x 6,4), e perfis em seção tubular retangular no banzo inferior (TR 150,0 x 120,0 x 6,4) e no banzo superior (TR 150,0 x 120,0 x 5,6). As análises realizadas identificaram que o mecanismo de falha da treliça mista foi na ligação de cisalhamento. Os resultados indicaram a necessidade de maiores avaliações em relação aos conectores soldados em perfis tubulares, sendo realizados ensaios do tipo "push-out" com a ligação de cisalhamento em perfil tubular. Foram realizados ensaios “push-out” com os conectores de cisalhamento iguais ao da treliça mista testada anteriormente, tipo "U" laminado, com comprimento de 80 mm. Para avaliação da influência do comprimento do conector foram também ensaiados conectores do tipo "U" com comprimentos de 40 mm e 120 mm. Foram realizados 12 ensaios e os conectores foram soldados a perfis tubulares de mesma seção dos banzos da treliça mista. O comportamento da estrutura, das suas ligações e da ligação de cisalhamento também foi avaliado utilizando prescrições de normas e modelos em elementos finitos criados a partir do programa computacional ANSYS. Os resultados numéricos apresentaram boa correlação com resultados experimentais e foram utilizados em diversas análises paramétricas. Tais análises envolveram treliças mistas em perfis tubulares com diferentes vãos e uma proposta de treliça mista com banzo superior com seção reduzida. Foram também avaliados modelos numéricos de ligações isoladas de treliça mista, incluindo a laje e os conectores de cisalhamento, indicando que se pode usar este modelo para avaliação de ligações mistas. Os resultados numéricos também identificaram um modo de falha na conexão associado à parede do tubo retangular. Foi proposto um modelo teórico simplificado para a avaliação deste modo, cujos resultados foram comparados com dados dos experimentos e concluiu-se que para avaliar a capacidade resistente de ligação de cisalhamento em perfis tubulares deve-se considerar a ruptura da conexão e a flexão da parede do tubo e que, quanto maior é a resistência do concreto, mais importante é esta verificação.
metadata.dc.description.abstracten: In this thesis we evaluated the behavior of composite trusses in steel profiles with tubular cross section associated with reinforced concrete slabs. Experimental results are analyzed concerning a composite truss in full scale with ranging from 10000 mm, 2000 mm of wide slab and 100 mm thick, with circular tubular section profiles in the diagonals (TC 101.6 x 6.4) and verticals (TC 60.2 x 6.4), and profiles in rectangular tubular section at the bottom chord (TR 150.0 x 120.0 x 6.4) and upper chord (TR 150.0 x 120.0 x 5, 6). The analyses revealed that the failure mechanism of the composite truss was in the connection shear. The results indicated the need for further evaluation in relation to the connectors welded on to hollow section profiles. Push-out tests were conducted with connectors welded on to hollow section profiles. Channel shear connectors equal to the composite truss previously tested, with a length of 80 mm were used. To evaluate the influence of the length of the shear connectors, connectors were also tested with lengths of 40 mm and 120 mm. Twelve tests were performed and the connectors were welded in profiles with tubular section on the same section of the chords of composite truss. The behavior of the structure, of its joints and connection shear was also evaluated using the requirements of rules and finite element models created through the ANSYS software. The numerical results showed good correlation with experimental results and were used in various parametric analyses. These analyses involved composites trusses in tubular profiles with different spans and the proposal of a composite truss with a reduced section top chord. Numerical models of isolated joints composite trusses were also analyzed, including the slab and shear connectors, indicating that we can use this model to test the composite joints of trusses. The numerical results also identified a failure mode in the shear connection associated with the rectangular hollow profile wall. A simplified theoretical model for the analysis of this failure mode was proposed. The results were compared with data from the tests and we concluded that to evaluate the bearing capacity of the shear connection using profiles tubular section, one should consider breaking the connection and also the bending of the wall of the hollow profile, and that the larger the strength of concrete, the more important this consideration.
Description: Programa de Pós Graduação em Engenharia Civil. Departamento de Engenharia Civil, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto.
URI: http://www.repositorio.ufop.br/handle/123456789/4384
metadata.dc.rights.license: Autorização concedida ao Repositório Institucional da UFOP pelo autor(a), 05/08/2014, com as seguintes condições: disponível sob Licença Creative Commons 3.0, que permite copiar, distribuir e transmitir o trabalho, desde que seja citado o autor e licenciante. Não permite o uso para fins comerciais nem a adaptação desta.
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