Author(s): Fontes, João Pedro Pires Bernardo Ramos
Date: 2016
Persistent ID: http://hdl.handle.net/10400.6/5472
Origin: uBibliorum
Subject(s): Composite Slabs; Interface Steel-Concrete; Longitudinal Shear Resistance; Domínio/Área Científica::Engenharia e Tecnologia::Engenharia Civil
O presente estudo tem como objetivo caracterizar o comportamento da interface aço-betão em lajes mistas formadas por chapa de aço colaborante sobre a qual é colocada uma camada de betão e que são ligados por sistemas mecânicos ou de atrito. Verificando a diversidade de chapas perfiladas disponíveis para execução desta solução construtiva, podem surgir questões quanto aos benefícios relativos entre tipos de perfis (reentrante e trapezoidal). O comportamento da chapa perfilada e em particular da interface, foi avaliado recorrendo a uma metodologia adequada que permitiu descrever o caminho e o equilíbrio de forças no elemento estrutural. Recorreu-se de uma metodologia decomposta em duas partes: análise numérica e experimental. Na análise numérica foram construídos modelos cálculo tridimensionais que permitiram calcular, com recurso ao método de elementos finitos, as tensões atuantes em elementos volumétricos. A informação obtida é analisada e interpretada de forma a descrever o caminho de forças através da estrutura e é proposto um modelo de escoras e tirantes que permita descrever o equilíbrio de forças no interior da secção trapezoidal. Com base na análise de tensões é proposta uma nova solução para a conexão e apontam-se possibilidades de evolução da forma das bossas atualmente utilizadas na solução corrente que é analisda ao longo do trabalho. Com a metodologia experimental, ensaiam-se provetes especificamente concebidos no âmbito deste trabalho, com o intuito de demostrar que o modelo de escoras e tirantes é adequado e que a solução proposta é viável. Por fim, concluiu-se sobre a investigação realizada, e propõem-se pontos de partida para investigações futuras.
This study aims to characterize the behavior of the steel-concrete interface in composite slabs formed by profiled steel plate on which a layer of concrete is placed, connected by mechanical systems or friction. Checking the diversity of profiled sheets available for this constructive solution, there may be questions about the relative benefits between types of profiles. The behavior of the profiled steel deck and interface was evaluated using a suitable methodology aiming to describe the path and the equilibrium of forces in the structural element. The used methodology can be decomposed into two parts: experimental and numerical analysis. In the numerical analysis, three-dimensional models were constructed, wich were used to calculate the stresses acting in the volumetric elements, using the finite element method. The information obtained was analyzed and interpreted to describe the force paths through the structure and a strut-and-tie model was proposed to describe the equilibrium of forces. Based on the stress analysis a new solution for the steel-concrete connection is proposed and some possibilities of evolution in the embossments shape for the common solution that is analyzed throughout the study, are indicated. With the experimental methodology, specimens specifically built in the frame of this work were tested in order to desmonstrate that the strut-and-tie model is appropriate and that the proposal solution is viable. Finally, research carried out is conclued and starting points for further investigations are proposed.
