Made available in DSpace on 2015-03-26T13:28:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1212266 bytes, checksum: 4433ea571934263da47083bffd54b46a (MD5) Previous issue date: 2011-04-06 / In recent years, several investigations on shear connectors in flat steel plate with holes have been conducted, in order to application in composite structures of steel and concrete. Although several experimental programs have been implemented in several countries, the behavior of these connections remains an object of study. In this work, we make a research on the contribution of openings in global strength of two types of connectors in perforated steel plate: the Perfobond, designed by German company Leonhardt, Andra und Partners (LAP) and Crestbond, designed by a group of brazilian researchers from UFV and UFMG. From the experimental results obtained by other authors, several semiempirical models were studied, based on some reasonable assumptions about the mechanisms that determine the resistant behavior of the connection, considering the effect of concrete dowels in the connector s openings. These new models are compared with previously proposed by some authors. For this we used experimental results of tests conducted in Brazil, Portugal and Canada. The analysis carried out allowed to obtain equations of resistance better than the existing ones, capable of estimating the resistance of Crestbond and Perfobond connectors with light weight concrete and normal concrete, as well as a better understanding of the structural behavior of those connectors. / Nos anos recentes, diversas investigações sobre conectores de cisalhamento em chapa plana de aço com perfurações vêm sendo conduzidas, com vistas à aplicação em estruturas mistas de aço e concreto. Embora vários programas experimentais tenham sido executados em diversos países, o comportamento dessas conexões ainda permanece como objeto de estudo. Neste trabalho, faz-se uma investigação sobre a contribuição das aberturas na resistência global de dois tipos de conectores em chapa perfurada: o Perfobond, criado pela empresa alemã Leonhardt, Andrå und Partners (LAP) e o Crestbond, criado no Brasil por pesquisadores da UFV e da UFMG. A partir dos resultados experimentais obtidos por outros autores, diversos modelos semiempíricos foram estudados, com base em algumas hipóteses razoáveis sobre os mecanismos resistentes que determinam o comportamento da conexão, tendo em vista o efeito de pino do concreto nas aberturas dos conectores. Esses novos modelos são comparados com outros anteriormente propostos por alguns autores. Para isso foram utilizados resultados experimentais de ensaios realizados no Brasil, em Portugal e no Canadá. As análises realizadas possibilitaram a obtenção de equações de resistência mais adequadas que as já existentes, capazes de estimar a resistência dos conectores Perfobond e Crestbond em concreto normal e em concreto leve, bem como um melhor entendimento do comportamento estrutural desses conectores.

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:28:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 5185340 bytes, checksum: 2affa702a631cd03bd10eb05ee16522a (MD5) Previous issue date: 2013-01-28 / In the latest years, several studies about shear connectors in perforated flat steel plates have been conducted in order to assess its application in composite structures of steel and concrete, including experimental and numerical approaches. Nevertheless, the behavior of these connectors remains a subject of investigation. This work presents the development of a numerical model capable of simulating the behavior of steel-concrete connection with Crestbond shear connectors using the Finite Element Method. The numerical analysis was performed using the ABAQUS software, considering the elastoplastic behavior for steel and the Concrete Damage Plasticity model for concrete. In order to validate the numerical model, experimental results obtained by Veríssimo (2007) and Oliveira (2007) were used for comparisons. In numerical simulations were evaluated the influence of concrete constitutive model, and the influence of the steelconcrete connection representation using two strategies: Tie restrictions and contact interactions between surfaces. These strategies proved to be able to adequately represent the phenomena observed in laboratory tests, especially those that used contact interactions between surfaces. The numerical model is suitable for simulating the structural behavior of Crestbond connectors, being able to represent the interaction between steel and concrete, to characterize the maximum load resisted by the connection and to characterize the deformation of the connector, providing a useful tool for several other studies. / Nos últimos anos, vários estudos sobre conectores de cisalhamento em chapas planas de aço perfuradas têm sido conduzidos, com vistas à sua aplicação em estruturas mistas de aço e concreto, incluindo abordagens experimentais e numéricas. Apesar disso, o comportamento desses conectores ainda permanece como objeto de investigações. Neste trabalho, apresenta-se o desenvolvimento de um modelo numérico capaz de simular o comportamento da ligação aço-concreto com conectores de cisalhamento Crestbond, utilizando o Método dos Elementos Finitos. A análise numérica foi feita por meio do software ABAQUS, considerando-se o comportamento elastoplástico para o aço e a aplicação do Modelo de Dano Plástico para o concreto. Para validação do modelo numérico, foram utilizados resultados experimentais obtidos por Veríssimo (2007) e por Oliveira (2007). Nas simulações numéricas foram avaliadas a influência do modelo constitutivo do concreto e a influência do modo de representação da ligação aço-concreto através de duas estratégias: utilização de restrições tipo Tie e utilização de interações de contato entre superfícies. Estas estratégias mostraram-se capazes de representar adequadamente os fenômenos observados nos ensaios de laboratório, principalmente quando se utilizaram interações de contato entre superfícies. O modelo numérico desenvolvido é adequado para a simulação do comportamento estrutural dos conectores Crestbond, sendo capaz de representar a interação entre aço e concreto, de caracterizar a carga máxima resistida pela conexão e de caracterizar as deformações do conector, constituindo uma ferramenta útil para vários outros estudos.

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:28:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 3487297 bytes, checksum: 440345c34c1ab5834f45b26ae9b87375 (MD5) Previous issue date: 2014-09-12 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This work presents the development of a parametric study on Crestbond shear connector through numerical modeling, evaluating its behavior with respect to strength and to the relative displacement between the concrete slab and the shear connector. The study covers the conception and improvement of numerical models for the parametric study, the development of an extensive research on the connector s parameters affecting its behavior, and an equation to predict the connector s ultimate strength, proposed at the end. The numerical models were created within the Finite Element software Abaqus, using nonlinear analysis and the concrete damaged plasticity model. The parametric study consisted on the analysis of 88 numerical simulations of push-out tests, as described on EN 1994-1-1:2004. The connection behavior was studied through these numerical tests. The obtained results allowed to define how each studied parameter influences the connector s behavior. It was also possible to define the desirable characteristics for the connector to be used in practice. In addition to these results, it was proposed a semi-empirical equation to evaluate the connector s ultimate strength which showed excellent correlation with most of the models, both experimental and numerical. / Este trabalho consiste no desenvolvimento de um estudo paramétrico do conector de cisalhamento tipo Crestbond por meio de modelagem numérica, avaliando o comportamento do conector quanto à capacidade resistente e ao deslizamento relativo entre conector e laje. O trabalho envolve o aperfeiçoamento e concepção de modelos numéricos para o estudo do conector, uma ampla investigação dos parâmetros que afetam o comportamento do conector, além da proposição de uma equação para a predição da sua capacidade resistente. Os modelos numéricos utilizados foram elaborados por meio do software de elementos finitos Abaqus, utilizando análise não-linear e o modelo de dano com plasticidade. O estudo paramétrico consistiu na análise de 88 simulações numéricas de ensaios tipo push-out, conforme a EN 1994-1-1:2004. Os resultados obtidos permitiram determinar como cada parâmetro estudado influencia o comportamento do conector e quais as características desejáveis para a aplicação do mesmo. Ao final do trabalho, propôs-se uma expressão semiempírica para a estimativa da carga máxima do conector que apresentou excelente correlação com grande parte dos modelos, tanto experimentais quanto numéricos.