Análise numérica e experimental do comportamento da interface aço-concreto de lajes mistas

• Autor(a) principal: Rodrigues, Yury Ouriques
• Data de Publicação: 2020
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
• Texto Completo: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18134/tde-09092020-173705/
• topic: Análise experimental; Análise numérica; Cisalhamento longitudinal; Composite slabs; Ensaio slip-block; Experimental analysis; Interface aço-concreto; Lajes mistas; Longitudinal shear; Numerical analysis; Slip-block test; Steel-concrete interface

Dentre os possíveis modos de ruptura de lajes mistas, a falha por cisalhamento longitudinal da interface aço-concreto é o mais dominante. Para cada tipo de fôrma de aço os métodos normativos requerem a avaliação experimental da capacidade resistente ao cisalhamento longitudinal por meio de uma série de ensaios de protótipos em escala real. Esse procedimento torna onerosa e demorada a caracterização de lajes mistas, além de não permitirem a análise específica de todas as variáveis envolvidas. Diante disso, o presente trabalho consiste em um estudo numérico e experimental da interface aço-concreto de uma laje mista, com ênfase na aplicação do ensaio de modelos de pequenas dimensões denominado slip-block. A análise experimental contemplou a realização de quatro ensaios slip-block e de dois ensaios flexão de lajes mistas em escala real. Desenvolveu-se uma nova metodologia para caracterização qualitativa e quantitativa da interface, que empregou o ensaio slip-block e permitiu correlacionar seu comportamento de acordo com a configuração da fôrma de aço. Além disso, foi possível correlacionar os resultados fornecidos por essa metodologia com os obtidos por meio do ensaio de flexão. A análise numérica utilizou o pacote computacional DIANA® e consistiu na simulação dos dois tipos de ensaios realizados, em que o modelo da interface aço-concreto foi configurado utilizando os parâmetros experimentais provenientes da metodologia proposta. No caso do modelo numérico do ensaio slip-block, o emprego direto desses parâmetros resultou em um modelo representativo com excelente precisão. Uma estratégia para simulação do ensaio de flexão da laje mista foi desenvolvida para aplicar esses parâmetros de modo a contemplar os efeitos da flexão e da assimetria longitudinal da fôrma de aço utilizada, que resultou em um modelo numérico consistente e representativo. A análise paramétrica realizada sobre a espessura da capa de concreto, a espessura da fôrma de aço, o comprimento efetivo da laje mista e a resistência ao escoamento do aço permitiu verificar como cada uma dessas variáveis influencia o comportamento estrutural da laje. Concluiu-se que a metodologia desenvolvida para caracterização da interface aço-concreto de lajes mistas é consistente, possui baixo custo, pode ser utilizada para o desenvolvimento de fôrmas de aço e, aliada à estratégia de simulação numérica proposta, permite um indicativo do comportamento de lajes mistas.