Conectores Composite Dowels aplicados a pilares mistos de seção tubular de aço esbelta

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dc.creatorLucas Ribeiro dos Santos
dc.date.accessioned2022-02-17T19:41:51Z
dc.date.accessioned2025-09-09T00:21:42Z
dc.date.available2022-02-17T19:41:51Z
dc.date.issued2021-12-14
dc.description.abstractThe objective of this study is to evaluate the application of Composite Dowels connectors when used as load introduction devices in concrete-filled steel columns (CFSC), in which the circular tubular sections have a high local slenderness ratio, named in this work, as slender sections composite columns. Although other Composite Dowels connectors geometries were evaluated, such as Clothoid-Shaped and Puzzle-Shaped, relevance was given to Crestbond connector, which is a Brazilian technology. Experimental, numerical, and analytical analyzes were carried out to achieve the proposed objective. The experimental analysis was carried out in two steps, the first with experimental models of single connection with Crestbond connectors applied to slender sections composite columns and a concrete column representing a limit situation of profile with high local slenderness ratio, and the second, with experimental models of two connections with Clothoid-Shaped and Puzzle-Shaped connectors. With the experimental results it was possible to evaluate the behavior of connectors in relation to stiffness, ductility, and failure modes parameters. The numerical models were developed in the finite element program ABAQUS. The numerical parameters used in the simulation were the same applied in similar studies for compact section composite columns, making it possible to include in the parametric study, in addition to slender section models, compact and noncompact section models. With the parametric analysis results, it was observed in the composite columns that the failure was mainly related to the connector steel dowel. In the concrete columns, in addition to the steel dowel failure, pry-out and shearing concrete failures were observed. Given the limitations observed in the existing formulations, new formulations were proposed to calculate the resistant capacity of connectors applied to composite columns. The proposed formulations were evaluated for compact, noncompact and slender sections composite columns, and showed good agreement with parametric analysis results. In the end, the formulations were adjusted to the characteristic and design levels for application in steel and concrete composite structures projects.
dc.description.sponsorshipFAPEMIG - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais
dc.description.sponsorshipCAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/1843/39464
dc.languagepor
dc.publisherUniversidade Federal de Minas Gerais
dc.rightsAcesso Aberto
dc.subjectEngenharia de estruturas
dc.subjectAnálise numérica
dc.subjectColunas
dc.subjectConectores de cisalhamento
dc.subject.otherCrestbond
dc.subject.otherComposite dowels
dc.subject.otherEstruturas mistas
dc.subject.otherPilares mistos
dc.subject.otherConectores de cisalhamento
dc.subject.otherAnálise numérica
dc.titleConectores Composite Dowels aplicados a pilares mistos de seção tubular de aço esbelta
dc.typeTese de doutorado
local.contributor.advisor1Rodrigo Barreto Caldas
local.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/1350181357119160
local.contributor.referee1Ricardo Hallal Fakury
local.contributor.referee1Maximiliano Malite
local.contributor.referee1Gustavo de Souza Veríssimo
local.contributor.referee1Pedro Colmar Gonçalves da Silva Vellasco
local.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/7548738613859565
local.description.resumoO objetivo deste trabalho é avaliar a aplicação dos conectores Composite Dowels quando utilizados como dispositivos de introdução de forças nos pilares mistos preenchidos com concreto, nos quais as seções tubulares circulares possuem elevado índice de esbeltez local, denominados neste trabalho, como pilares mistos de seções esbeltas. Embora outras geometrias de conectores Composite Dowels tenham sido avaliadas, como os Clothoid-Shaped e Puzzle-Shaped, foi dada relevância ao conector Crestbond que é uma tecnologia nacional. Análises experimental, numérica e analítica foram realizadas para atingir o objetivo proposto. A análise experimental envolveu duas etapas, a primeira, com modelos de uma ligação com conectores Crestbond aplicados em pilares mistos de seções esbeltas e um pilar de concreto representando uma situação limite de elevada esbeltez local do perfil, e a segunda, com modelos de duas ligações com conectores Clothoid-Shaped e Puzzle-Shaped. Com os resultados experimentais foi possível avaliar o comportamento dos conectores em relação aos parâmetros de rigidez, ductilidade e modos de falha. Os modelos numéricos foram desenvolvidos no programa de elementos finitos ABAQUS. Os parâmetros assumidos na simulação foram os mesmos aplicados em estudos similares para modelos de pilares mistos de seções compactas, tornando possível incluir no estudo paramétrico, além de modelos de seções esbeltas, modelos de seções compactas e semicompactas. Com os resultados da análise paramétrica, observou-se nos pilares mistos que a falha era relacionada principalmente ao componente (dowel) de aço do conector. Nos pilares de concreto, além da falha do dowel de aço, foram observadas falhas no concreto por pry-out e por cisalhamento. Dadas as limitações observadas nas formulações existentes, foram propostas novas formulações para o cálculo da capacidade resistente dos conectores aplicados aos pilares mistos. As formulações propostas foram avaliadas para pilares mistos de seções compactas, semicompactas e esbeltas, e demonstraram boa concordância com os resultados da análise paramétrica. Ao final, as formulações foram ajustadas para os níveis característico e de cálculo para aplicação no projeto de estruturas mistas de aço e concreto.
local.publisher.countryBrasil
local.publisher.departmentENG - DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ESTRUTURAS
local.publisher.initialsUFMG
local.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia de Estruturas

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