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Comportamento de conectores de cisalhamento em vigas mistas aço-concreto com análise da resposta numérica / Behaviour of shear connectors in steel-concrete composite beams with numerical analysisTristão, Gustavo Alves 25 April 2002 (has links)
As vigas mistas aço-concreto têm sido bastante utilizadas na engenharia civil, tanto no Brasil como no contexto mundial. O comportamento adequado deste elemento estrutural faz-se pela interação entre ambos os materiais, a qual é garantida por conectores de cisalhamento. O presente trabalho apresenta uma visão geral do comportamento das vigas mistas aço-concreto, e, principalmente o estudo do comportamento estrutural de conectores de cisalhamento. Para tanto, faz-se uma simulação numérica dos conectores tipo pino com cabeça (stud) e perfil U" formado a frio, por meio de uma modelagem do ensaio experimental tipo Push-out", cujos resultados são confrontados com valores experimentais obtidos de ensaios realizados em laboratório. Para a simulação numérica utiliza-se um código de cálculo com base nos Método dos Elementos Finitos (MEF), cujas ferramentas disponibilizadas permitem análises dos modelos em regime de não-linearidade física e geométrica. Os modelos numéricos apresentam como variáveis de interesse o número de conectores na laje de concreto, a quantidade de armadura inserida no concreto, o diâmetro do conector tipo pino com cabeça (stud), a resistência do concreto, a espessura e posição de soldagem do conector tipo perfil U" formado a frio. A variação desses parâmetros tem como finalidade a determinação da resistência última e da relação força-deslocamento dos conectores, bem como avaliar a concentração de tensão e deformação nas partes constituintes dos modelos / Composite steel-concrete beams have been used in civil engineering in Brazil as well other countries. A realistic determination of the behaviour of this structural element is estimated by considering the interaction between the two materials, which is safeguarded by providing shear connectors. The present research presents a general view of the behaviour of steel-concrete composite beams, and primarily the study of the behaviour of shear connectors. To meet this ends, a numerical analysis of stud bolt and cold formed U-channel under push-out test geometry was carried out and the results compared to experimental test results. The numerical analysis utilises a Finite Element Method (FEM) code that permits the analysis under non-linear material and geometric regimes. The main numerical variables in the study were the number of connectors used in the concrete plate, the quantity steel reinforcement, the diameter of stub bolt connector, concrete strength, the thickness and position of welding of the cold-formed U-channel. The main objective of varying these parameters was to determine the ultimate strength and the load-slip behaviour of the connectors as well as evaluate the stress and strain concentrations in certain parts that constitute the models
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CONECTOR DE CISALHAMENTO EM PERFIL FORMADO A FRIO: ANÁLISE VIA MODELAGEM COMPUTACIONALSILVA, Paulo Henrique Menezes 14 September 2006 (has links)
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Previous issue date: 2006-09-14 / In a composite system, a steel beam (laminated, welded or cold formed) is associated with a
concrete slab, forming a composite beam. The interaction between concrete and steel can be
mechanical, by friction or, in some cases, only by adherence. One of the major advantages of
the composite beams is the increase in strength and stiffness due to association of steel and
concrete that makes possible the reduction of the height of the structural elements, implicating
in material economy. The present research has the purpose to present a general vision of the
structural behavior of the composite steel-concrete beams and to proceed to a more detailed
study of the behavior of the shear connectors made from cold formed steel. A modeling study
of the push-out test is accomplished with the intention to find the factors that influences the
resistance and rigidity of the connection. The numerical study consists in the elaboration of a
three-dimensional numerical model to simulate the push-out test from which is obtained the
force-displacement curve, ultimate load, deformations and tensions along the connector. The
numeric results are compared with obtained experimental values of rehearsals accomplished at
laboratory for validation of the same ones. For the accomplishment of the numeric modeling
the computational program ANSYS® 6.1 was used, which uses non-linear material and
geometric Finite Element Method models. The numeric models present as variables of interest
the thickness, the height of the shear connectors made of cold formed steel and the resistance
of the concrete used in the premolded slab with reinforced concrete lattice joist. Results
showed that the thickness of the connector is the most important variable in the connection
strength, however the height of the connector also has influence in the resistance and, mainly,
in the rigidity of the connection. / Denomina-se sistema misto aço-concreto aquele no qual um perfil de aço (laminado, dobrado
ou soldado) trabalha em conjunto com uma laje de concreto, formando uma viga mista. A
interação entre o concreto e o perfil de aço pode se dar por meios mecânicos, por atrito, ou, em
alguns casos, por simples aderência. Uma das vantagens da utilização de vigas mistas em
sistemas de pisos é o acréscimo de resistência e de rigidez propiciados pela associação dos
elementos de aço e de concreto, o que possibilita a redução da altura dos elementos estruturais,
implicando em economia de material. O presente trabalho tem por finalidade apresentar uma
visão geral do comportamento estrutural das vigas mistas aço-concreto e proceder a um estudo
mais detalhado do comportamento da ligação com conectores de cisalhamento tipo U em
perfil formado a frio. É realizada a modelagem computacional do ensaio de cisalhamento
direto (push-out test) com o intuito de determinar os fatores que mais influenciam na
resistência e rigidez da ligação A modelagem computacional consiste na elaboração de um
modelo numérico tridimensional para simular o ensaio de cisalhamento direto, do qual se
obtém a curva força-deslocamento, a força última e as deformações e tensões ao longo do
conector. Os resultados numéricos são confrontados com valores experimentais obtidos de
ensaios realizados em laboratório para validação dos mesmos. Para a realização da modelagem
computacional, foi utilizado o programa comercial ANSYS® 6.1, elaborado com base no
Método dos Elementos Finitos, cujas ferramentas disponibilizadas permitem análises em
regime de não-linearidade física e geométrica. Os modelos computacionais apresentam como
variáveis de interesse a espessura e a altura do conector tipo perfil U formado a frio e a
resistência do concreto utilizado na confecção das lajes treliçadas. Os resultados obtidos
mostram que a espessura do conector é a variável que mais influência a resistência da ligação,
porém a altura do conector também tem influência na resistência e, principalmente, na rigidez
da ligação.
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Comportamento de conectores de cisalhamento em vigas mistas aço-concreto com análise da resposta numérica / Behaviour of shear connectors in steel-concrete composite beams with numerical analysisGustavo Alves Tristão 25 April 2002 (has links)
As vigas mistas aço-concreto têm sido bastante utilizadas na engenharia civil, tanto no Brasil como no contexto mundial. O comportamento adequado deste elemento estrutural faz-se pela interação entre ambos os materiais, a qual é garantida por conectores de cisalhamento. O presente trabalho apresenta uma visão geral do comportamento das vigas mistas aço-concreto, e, principalmente o estudo do comportamento estrutural de conectores de cisalhamento. Para tanto, faz-se uma simulação numérica dos conectores tipo pino com cabeça (stud) e perfil U formado a frio, por meio de uma modelagem do ensaio experimental tipo Push-out, cujos resultados são confrontados com valores experimentais obtidos de ensaios realizados em laboratório. Para a simulação numérica utiliza-se um código de cálculo com base nos Método dos Elementos Finitos (MEF), cujas ferramentas disponibilizadas permitem análises dos modelos em regime de não-linearidade física e geométrica. Os modelos numéricos apresentam como variáveis de interesse o número de conectores na laje de concreto, a quantidade de armadura inserida no concreto, o diâmetro do conector tipo pino com cabeça (stud), a resistência do concreto, a espessura e posição de soldagem do conector tipo perfil U formado a frio. A variação desses parâmetros tem como finalidade a determinação da resistência última e da relação força-deslocamento dos conectores, bem como avaliar a concentração de tensão e deformação nas partes constituintes dos modelos / Composite steel-concrete beams have been used in civil engineering in Brazil as well other countries. A realistic determination of the behaviour of this structural element is estimated by considering the interaction between the two materials, which is safeguarded by providing shear connectors. The present research presents a general view of the behaviour of steel-concrete composite beams, and primarily the study of the behaviour of shear connectors. To meet this ends, a numerical analysis of stud bolt and cold formed U-channel under push-out test geometry was carried out and the results compared to experimental test results. The numerical analysis utilises a Finite Element Method (FEM) code that permits the analysis under non-linear material and geometric regimes. The main numerical variables in the study were the number of connectors used in the concrete plate, the quantity steel reinforcement, the diameter of stub bolt connector, concrete strength, the thickness and position of welding of the cold-formed U-channel. The main objective of varying these parameters was to determine the ultimate strength and the load-slip behaviour of the connectors as well as evaluate the stress and strain concentrations in certain parts that constitute the models
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Conector de cisalhamento tipo pino com cabeça para viga mista aço-concreto com laje alveolar / Shear connector stud bolt to composite beams with hollow core slabSales, Marcel Willian Reis 27 August 2014 (has links)
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Previous issue date: 2014-08-27 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Composite beams of steel and concrete are studied for some time. The mechanism of transfer
of longitudinal shear stresses on the interface between the beam and the slab usually occurs by
means of shear connectors. In this case, the set of two materials behavior depends on the
strength and rigidity of the connector on the interface, being well known for connectors with
pin-type head associated with massive concrete slab. However, there is little information on
shear connectors with pin-type head associated with hollowcore slab concrete. This study
aims to determine, by means of direct shear tests, the resistance of connectors with pin-type
head when associated with cellular slab and precast concrete presence of cover concrete.
Hollow core slabs are analyzed with two different heights and concrete cover of 40 mm in
thickness. Is also varied the strength of concrete fill and rate of shear reinforcement at the
link. The results are compared with normative prescriptions and suggestions for other jobs. At
the end, we propose the modification of an expression commonly used to evaluate the
resistance of stud bolt and alveolar slab so as to adapt it to the situation of cellular concrete
slab with hood. / As vigas mistas de aço e concreto são estudadas há bastante tempo. O mecanismo de
transferência de tensões de cisalhamento longitudinais pela interface entre a viga e a laje
normalmente se dá por meio de conectores de cisalhamento. Nesse caso, o comportamento
conjunto dos dois materiais depende da resistência e da rigidez do conector na interface,
sendo bem conhecido para os conectores do tipo pino com cabeça associados com laje maciça
de concreto. Entretanto, há pouca informação sobre conectores de cisalhamento do tipo pino
com cabeça associados com laje alveolar de concreto pré-moldado. Este trabalho tem por
objetivo determinar, por meio de ensaios de cisalhamento direto, a resistência de conectores
do tipo pino com cabeça quando associados com laje alveolar de concreto pré-moldado e
presença de capa de concreto. São analisadas lajes alveolares com duas alturas diferentes e
capa de concreto de 40 mm de espessura. Também é variada a resistência do concreto de
preenchimento e a taxa de armadura transversal à ligação. Os resultados são comparados com
prescrições normativas e sugestões de outros trabalhos. Ao final, é proposta a modificação de
uma expressão normalmente utilizada para avaliar a resistência do conector tipo pino com
cabeça e laje alveolar de modo a adequá-la à situação de laje alveolar com capa de concreto.
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