Estudo numérico do conector Crestbond e de chapa passante em pilares mistos tubulares circulares preenchidos com concreto em situação de incêndio

• Autor(a) principal: Luiz Fernando Pereira do Prado
• Data de Publicação: 2017
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFMG
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/1843/BUOS-AVQLQZ
• topic: Situação de incêndio; Chapa passante; Crestbond; Expansão térmica; Pilar misto; Engenharia de estruturas; Incêndios; Cisalhamento; Colunas

Este trabalho trata do estudo do comportamento dos conectores de cisalhamento Crestbond e de Chapa Passante utilizados como dispositivos de transferência de carga em pilares mistos tubulares circulares de aço preenchidos com concreto em situação de incêndio. A norma ABNT NBR 14323:2013 propõe que as ligações entre vigas mistas e pilares mistos preenchidos com concreto em situação de incêndio sejam realizadas por consoles e Chapa Passante. O conector Crestbond ainda não se encontra normatizado, sendo de suma importância estudar o seu comportamento de transferência de carga em pilares mistos. Estudos do Crestbond em temperatura ambiente já foram realizados anteriormente, todavia, ainda não foram pesquisados em temperatura elevada. Pesquisas sobre conectores de cisalhamento em pilares mistos em situação de incêndio são escassas e não foram encontrados resultados experimentais na literatura. Sabendo-se que em temperatura elevada ocorre a degradação das propriedades dos materiais, faz-se necessário conhecer como os conectores irão se comportar térmica e estruturalmente nesta situação. Diante disso, o presente trabalho realiza uma investigação numérica, por meio do programa Abaqus, que busca entender o comportamento do Crestbond e da Chapa Passante em pilares mistos em temperatura elevada. Por meio da revisão bibliográfica buscou-se na literatura trabalhos realizados sobre conectores de cisalhamento, pilares mistos tubulares preenchidos com concreto em situação de incêndio e análises numéricas realizadas com o programa Abaqus, com o objetivo de identificar quais aspectos devem ser estudados para realização desta dissertação. Em seguida, foi realizada uma calibração numérica com os resultados experimentais de transferência de calor e de análise estrutural em pilares mistos, em temperatura elevada, para posteriormente inserir os conectores de cisalhamento nos modelos. Foi avaliado o comportamento do Crestbond e da Chapa Passante com diferentes níveis de carga e em diferentes diâmetros do tubo de aço com o objetivo de comparar como cada conector irá se comportar. Nas análises térmicas, independente do diâmetro do tubo de aço, o Crestbond apresentou temperatura maior do que a Chapa Passante, porém as diferenças foram pequenas, sendo de no máximo 98°C e até 12% e elas ocorreram em apenas alguns instantes. Isto mostra que os dois conectores tiveram comportamento térmico bem parecidos, independente de qual fosse o comprimento da Chapa Passante. O modelo numérico desenvolvido apresentou dificuldades na obtenção dos resultados nas análises estruturais realizadas com expansão térmica e por este motivo também foram realizadas simulações sem o uso da expansão térmica. Nos resultados com expansão térmica, não se manteve uma padrão de qual conector resiste a um maior tempo para todos os diâmetros e/ou níveis de carga aplicado. O comportamento dos conectores nas análises sem expansão térmica mostrou ser bem diferentes, sendo que a Chapa Passante teve tempo resistente maior do que o Crestbond em todos os casos, porém para a maioria dos resultados as diferenças foram pequenas (menor que 20%). Isto mostra que a Chapa Passante teve comportamento semelhante ao Crestbond, não sendo conclusivo para ela ser considerada melhor. Além disso, o Crestbond tem a vantagem de poder proporcionar uma maior facilidade de colocação de estribos nas armaduras longitudinais nos pilares mistos do que a Chapa Passante