Análise do comportamento dos pilares mistos considerando a utilização de conectores de cisalhamento

Abstract

The steel-concrete composite structures are systems that involve the interaction of structural steel components with concrete elements to resist external forces. This interaction between steel and concrete should be guaranteed to ensure that loads are supported. As such, adhesion tensions between the concrete and the steel should not be exceeded. In cases where they are, the use of shearing connectors becomes necessary. The influence of the use of shearing connectors in composite columns is greatly undervalued in the majority of scientific papers, with its use recommended only in situations of high vibration. In this paper, the behavior of composite columns is analyzed with the use of shearing connectors taken into consideration through numerical analysis using Ansys programming and based on the finite element method. To achieve this, an ideal model that reflects the situation was adopted permitting as study of the element, the load, and the contour conditions adequate for usage. Composite columns with and without shearing connectors were modeled. A load was applied to each model with varying eccentricity to create an interaction curve defining the moment of flexion in function of normal force. From the interactive curves that were constructed, the importance of the use of shearing connectors was analyzed. This analysis compares results to data supplied by EUROCODE 4(1994) and the influence of different values for maximum adhesion tension of the last load of the composite column.

As estruturas mistas de aço e concreto são sistemas que envolvem o comportamento interativo de componentes de aço estrutural com elementos de concreto para resistir às ações externas. Essa interação entre o aço e o concreto deve ser garantida para que haja o suporte de cargas. Para tanto, as tensões de aderência entre o concreto e o aço não devem ser excedidas. Caso isso aconteça, é então necessária a utilização dos conectores de cisalhamento. A influência da utilização dos conectores de cisalhamento nos pilares mistos é desprezada na maioria dos trabalhos científicos, sendo recomendando o seu uso somente em situações de grandes vibrações. No presente trabalho é analisado o comportamento dos pilares mistos, considerando a utilização dos conectores de cisalhamento por meio de análises numéricas feitas no programa Ansys, baseado no método dos elementos finitos. Para isso, foi adotada a modelagem ideal que retrate a situação, fazendo-se o estudo do elemento, do carregamento e das condições de contorno adequados à utilização. Foram modelados os pilares mistos utilizando os conectores de cisalhamento e sem a utilização dos conectores de cisalhamento. Para cada modelagem a carga foi aplicada variando a excentricidade, de modo que a curva de interação momento fletor em função do esforço normal fosse construída. A partir das curvas de interação construídas foi analisada a importância da utilização dos conectores de cisalhamento, comparando os resultados com os dados fornecidos pelo EUROCÓDIGO 4 (1994) e a influência de diferentes valores da tensão máxima de aderência na carga última do pilar misto.