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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.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.bc.ufg.br:tde/672 |
| Date | 14 September 2006 |
| Creators | SILVA, Paulo Henrique Menezes |
| Contributors | ARAÚJO, Daniel de Lima |
| Publisher | Universidade Federal de Goiás, Mestrado em Engenharia Civil, UFG, BR, Engenharias |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFG, instname:Universidade Federal de Goiás, instacron:UFG |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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