Simulação numérica do comportamento de vigas mistas de aço e concreto com conectores CRESTBOND

Abstract

Nos filtimos anos Varios conectores de cisalhamento em chapa continua Vém sendo estudados, notadamente aqueles em que o mecanismo resistente é baseado no efeito de pino (cisalhamento duplo do concreto que preenche as aberturas no conector). Um desses conectores é o Crestbond, desenvolvido por pesquisadores da UFV e da UFMG. Neste trabalho apresenta-se uma simulacao numérica de Vigas mistas de aco e concreto com conector Crestbond com modelos de elementos finitos. O comportamento estrutural do Crestbond é influenciado por diversos parametros, tendo sido avaliado inicialmente por meio de ensaios tipo push-out. Com 0 presente trabalho se avanca no estudo do comportamento mecanico desse conector em Vigas mistas. Diversas configuracoes de Vigas mistas com Crestbond foram simuladas numericamente, estudando-se as influéncias da espessura do conector, da taxa de armadura na laje, da resisténcia do concreto e do tamanho das aberturas do conector. Os modelos foram validados com resultados experimentais. Os resultados obtidos permitiram compreender como algumas caracteristicas do conector influenciam na sua capacidade resistente e no comportamento das Vigas mistas. Além disso, os resultados possibilitaram a validacao de modelos semi- empiricos capazes de predizer a capacidade resistente do conector para configuracoes fisico-geométricas diversas.

Over the past years several shear connectors in continuous plates have been studied, especially those in which the resistant mechanism is based on the dowel effect (double shear of the concrete that fills the connector's openings). One of these connectors is Crestbond, developed by researchers from UFV and UFMG. In this work, a numerical simulation of composite beams of steel and concrete with Crestbond using finite elements models is presented. The structural behavior of Crestbond is affected by several parameters and was first evaluated through push-out tests. Advances in the study of the connector’s mechanical behavior in composite beams were achieved in this work. Many configurations of composite beams with Crestbond were simulated numerically, studying the influences of the connector's thickness, the slab's reinforcement ratio, the concrete's resistance and the size of the connector's openings. The models were validated with experimental results. The obtained results allowed the understanding of how some characteristics of the connector affect its resistant capacity and its behavior in composite beams. Furthermore the results enabled the validation of semi-empirical models capable of predicting the connector’s resistance capacity for various physical-geometrical configurations.