Análise da aplicação de conectores de cisalhamento em chapa de aço com recortes regulares para transmissão de esforços em pilares mistos de seção retangular preenchidos com concreto
| dc.creator | Larice Gomes Justino Miranda | |
| dc.date.accessioned | 2024-08-27T15:21:15Z | |
| dc.date.accessioned | 2025-09-09T00:39:17Z | |
| dc.date.available | 2024-08-27T15:21:15Z | |
| dc.date.issued | 2024-04-01 | |
| dc.description.abstract | Concrete-filled steel tube columns are structural elements consisting basically of an external steel tube and a concrete core, whose interaction improves the strength and ductility of the column and favors energy absorption and fire resistance, thus configuring a suitable solution for high-rise buildings, bridges and earthquake-prone buildings. However, despite the widely use of this structural solution, there is still a need for the study and development of solutions for the connection between steel or composite beams and filled columns that are simple, structurally effective and provide an efficient transmission of loads regarding the composite behavior of the column. Given this need and the success of the application of continuous shear connectors, also known as composite dowels, as a mechanism of load transfer in filled composite columns of circular section, it was analyzed, in this work, their application in rectangular filled composite columns. To study the proposed solution, experimental tests were carried out on six specimens of filled composite columns, three of them with a cross section of 400 mm x 400 mm and another three with a cross section of 500 mm x 500 mm, four specimens consisting of Crestbond connectors and two consisting of clothoidal connectors. Subsequently, a parametric study was developed, based on a validated finite element model, consisting of 46 models of each type of connector, in which it was observed that the parameters that have the greatest influence on the maximum load value are the thickness of the connector, the dowel spacing and the yield strength of the connector steel and that the relationship between the maximum load value and the number of steel dowels characterizes a linear function. Finally, formulations were proposed to predict the resistant capacity of these connections for limit situations in which there is no restriction on the movement of the connector in the direction of the beam and when this restriction is total. The proposed equations, in addition to adjusting to the experimental values, with correction factor equal to unity and coefficient of variation around 10 %, present the terms physically related to the failure mode observed in the tests. | |
| dc.description.sponsorship | CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior | |
| dc.identifier.uri | https://hdl.handle.net/1843/75238 | |
| dc.language | por | |
| dc.publisher | Universidade Federal de Minas Gerais | |
| dc.rights | Acesso Aberto | |
| dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/pt/ | |
| dc.subject | Conectores de cisalhamento | |
| dc.subject | Colunas de concreto | |
| dc.subject | Construção mista | |
| dc.subject.other | Estruturas mistas | |
| dc.subject.other | Pilar misto preenchido com concreto | |
| dc.subject.other | Conectores de cisalhamento em chapa plana de aço | |
| dc.subject.other | Ligação viga-pilar | |
| dc.subject.other | Modelo de cálculo | |
| dc.title | Análise da aplicação de conectores de cisalhamento em chapa de aço com recortes regulares para transmissão de esforços em pilares mistos de seção retangular preenchidos com concreto | |
| dc.type | Tese de doutorado | |
| local.contributor.advisor1 | Rodrigo Barreto Caldas | |
| local.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/1350181357119160 | |
| local.contributor.referee1 | Ricardo Hallal Fakury | |
| local.contributor.referee1 | Hermes Carvalho | |
| local.contributor.referee1 | Luciano Rodrigues Ornelas de Lima | |
| local.contributor.referee1 | Arlene Maria Cunha Sarmanho | |
| local.creator.Lattes | http://lattes.cnpq.br/4767630766639426 | |
| local.description.resumo | Os pilares mistos preenchidos com concreto são elementos estruturais constituídos basicamente por um tubo de aço externo e um núcleo de concreto, cuja interação melhora a capacidade resistente e a ductilidade do pilar e favorece a absorção de energia e a resistência ao fogo, configurando, portanto, uma solução adequada para edifícios altos, pontes e edificações sujeitas a sismos. Nota-se, porém, que apesar do uso expressivo dessa solução estrutural, permanece a necessidade do estudo e desenvolvimento de soluções para a ligação entre vigas de aço ou mistas e pilares preenchidos que sejam simples, estruturalmente eficazes e que propiciem uma transmissão de esforços eficiente no que concerne ao comportamento misto do pilar. Dada essa necessidade e o êxito da aplicação de conectores de cisalhamento em chapa plana de aço com recortes regulares como mecanismo de transferência de esforços em pilares mistos preenchidos de seção circular, analisou-se, neste trabalho, a aplicação dos mesmos em pilares mistos preenchidos de seção retangular. Para o estudo da solução proposta foram realizados ensaios experimentais de seis modelos de pilares mistos preenchidos, três deles com seção transversal de 400 mm x 400 mm e outro três com seção transversal de 500 mm x 500 mm, sendo quatro modelos compostos por conectores Crestbond e dois compostos por conectores clothoidal. Na sequência, foi desenvolvido um estudo de variação de parâmetros, a partir de um modelo de elementos finitos validado, constituído por 46 modelos de cada tipo de conector, no qual se observou que os parâmetros que tem maior influência no valor de força máxima são a espessura do conector, o passo do conector e a resistência ao escoamento do aço do conector e que a relação entre o valor de força máxima e o número de dowels de aço caracteriza uma função linear. Por fim, foram propostos modelos para a predição da capacidade resistente dessas ligações para as situações limites em que não há restrição ao deslocamento do conector na direção da viga e quando essa restrição é total. As equações propostas, além de se ajustarem aos valores experimentais, com fator de correção igual à unidade e coeficiente de variação em torno de 10 %, apresentam os termos relacionados fisicamente ao modo de falha observado nos ensaios. | |
| local.identifier.orcid | https://orcid.org/0000-0001-7949-6608 | |
| local.publisher.country | Brasil | |
| local.publisher.department | ENG - DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ESTRUTURAS | |
| local.publisher.initials | UFMG | |
| local.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Estruturas |