Análise numérica do comportamento de conectores de cisalhamento tipo pino com cabeça para vigas mistas aço-concreto com lajes alveolares

Abstract

RESUMO: O comportamento das vigas mistas aço-concreto, ultimamente, está sendo estudado largamente no Brasil e no mundo, devido à ampliação do uso das estruturas metálicas como, por exemplo, vigas sob lajes de concreto. A análise da área de interação entre estes materiais é de grande relevância para o estudo geral do comportamento da viga mista, principalmente a avaliação dos conectores de cisalhamento, responsáveis por impedir o deslizamento horizontal e o deslocamento vertical da interface. O emprego das lajes alveolares pré-moldadas de concreto na construção civil está sendo realizado, frequentemente, pela facilidade de execução, baixo peso, alta resistência e flexibilidade. O objetivo deste trabalho é modelar e analisar numericamente com o software ABAQUS, versão 6.12, o comportamento dos conectores de cisalhamento tipo pino com cabeça. Simulações de ensaios push-out de vigas mistas com lajes alveolares encontrados na literatura foram efetuadas com o intuito de validar o modelo proposto. Foram processados modelos com a finalidade de verificar a interferência da capa estrutural, da taxa de armadura, altura da laje e da resistência do concreto, na análise de tensões, deformações e deslizamentos dos conectores, bem como a interferência da armadura transversal no combate à fissuração da laje. Ao final do trabalho, foi proposta uma nova formulação teórica, por meio de um comparativo com equações normativas, para o cálculo da capacidade de cisalhamento de ligações com conectores do tipo pino com cabeça, considerando as defasagens apresentadas em relação às variáveis aplicadas neste estudo

ABSTRACT: The behavior of steel-concrete composite beams has been studied extensively in Brazil and in the world, due to the expansion of the use of steel structures as beams under concrete slabs. The analysis of the interaction area between these materials is of great relevance for the general study of the behavior of the composite beam, mainly the evaluation of the shear connectors, responsible for preventing the horizontal sliding and the vertical displacement of the interface. The use of precast concrete hollow-core slabs in civil construction is often occurring through ease of execution, low weight, high strength and flexibility. The objective of this work is to numerically model and analyze the behavior of the headed stud shear with the head through the simulation of push-out tests of steel-concrete composite beams with hollow-core slabs, using the commercial software ABAQUS version 6.12, which works with the Finite Element Method. The results of this numerical simulation will be compared with experimental literature. Models were processed in order to verify the interference of the in situ concrete for infill, the reinforcement rate, the height of the slab and the resistance of the concrete in the analysis of stress, strains and sliding of the connectors, as well as the interference of the transverse reinforcement in the fight against slab splitting. At the end of the work, a new theoretical formulation was proposed, through a comparative with normative equations, for the calculation of the shear capacity of headed stud, considering the lags presented in relation to the variables applied in this study