Avaliação numérico-experimental do comportamento de vigas mistas pré-moldadas tipo Crestbeam sujeitas a flexão simples

• Autor(a) principal: Petrauski, Mateus Couri
• Data de Publicação: 2021
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: LOCUS Repositório Institucional da UFV
• Texto Completo: https://locus.ufv.br//handle/123456789/30598; https://doi.org/10.47328/ufvbbt.2023.002
• topic: Aço - Estruturas; Construção civil - Medição; Construção mista; Vigas de alma cheia; Estruturas Metálicas

Este trabalho consistiu em um estudo sobre o comportamento estrutural de vigas mistas constituídas de um perfil de aço em forma de T invertido com conectores de cisalhamento tipo Crestbond incorporados na sua alma. Esta tipologia de viga mista foi denominada de Crestbeam e apresenta potencial para ser empregada em sistemas de piso mistos e tabuleiros de pontes, viadutos e passarelas de pedestres, figurando como uma alternativa para estruturas de edifícios e obras de infraestrutura. A pesquisa envolveu um programa experimental no qual seis vigas mistas com diferentes vãos, configurações de armadura na região da conexão e graus de conexão foram ensaiadas à flexão simples. O processo de análise experimental envolveu diversas etapas como a fabricação dos perfis e do sistema de fôrmas, montagem das armaduras, concretagem dos protótipos, instrumentação, realização dos ensaios e tratamento de dados. Com os dados obtidos dos experimentos foi possível calibrar modelos numéricos pelo método dos elementos finitos para simular vigas mistas tipo Crestbeam, utilizando o software ABAQUS. Os resultados obtidos das análises experimental e numérica permitiram elucidar algumas questões relacionadas ao comportamento estrutural de vigas tipo Crestbeam. Além disso, com o auxílio dos modelos numéricos, foi possível investigar de forma mais aprofundada os modos de falha observados. Para as vigas com menor vão ficou claro que o mecanismo de falha envolveu a ocorrência do fenômeno de pry-out, de acordo com o esperado com base na literatura disponível. Para as vigas de maior vão observou-se falha por plastificação da seção transversal. Já para os modelos com vão intermediário constatou-se um mecanismo de falha combinando os dois modos citados, por plastificação da seção, mas com a região de conexão apresentando dano considerável relacionado à ocorrência de pry-out. Foi realizado um estudo piloto simplificado comparando-se a solução proposta da Crestbeam com a solução convencional de vigas mistas em perfil I e conectores tipo pino com cabeça para composição de um tabuleiro de ponte com vão de 13 metros. As particularidades da solução proposta indicam que ela pode proporcionar maior agilidade na fabricação e montagem da viga mista, dispensando a instalação de conectores de cisalhamento e reduzindo o consumo de aço, em função da eliminação da mesa superior do perfil, consistindo em uma solução inovadora e mais sustentável. Palavras chave: Viga mista. Análise experimental. Análise numérica. Conexão parcial. Conector de cisalhamento.