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Título: Análise termoestrutural de conectores de cisalhamento para estruturas mistas de aço e concreto
Título(s) alternativo(s): Thermal structural analysis of shear connectors for composite steel and concrete structures
Autor(es): Santos, Alexandre Tachibana dos
Haensch, Fabio Luiz Sary
Costa, Gustavo Cescatto
Orientador(es): Kimura, Érica Fernanda Aiko
Palavras-chave: Cisalhamento
Análise numérica
Estabilidade estrutural
Concreto - Efeito da temperatura
Aço - Estruturas
Engenharia civil
Shear (Mechanics)
Numerical analysis
Structural stability
Concrete - Effect of temperature on
Steel, Structural
Civil engineering
Data do documento: 6-Dez-2017
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Curitiba
Referência: SANTOS, Alexandre Tachibana; HAENSCH, Fabio Luiz Sary; COSTA, Gustavo Cescatto. Análise termoestrutural de conectores de cisalhamento para estruturas mistas de aço e concreto. 2017. 80 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Civil) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2017.
Resumo: Os elementos de estrutura mista de concreto e aço, tem suas propriedades mecânicas afetadas quando expostos a elevadas temperaturas, reduzindo seus limites de resistência e, por consequência, podendo levá-los ao colapso. Com base neste aspecto, o presente estudo, analisa numericamente o desempenho das propriedades de conectores de cisalhamento em situação de temperatura ambiente e de incêndio. A estrutura foi simulada pelo código computacional ANSYS v16.0, elaborando modelos numéricos, compostos por elementos tridimensionais, que simularam o comportamento dos materiais que compõem o sistema estrutural, juntamente com as suas condições de contato. Aplicando deslocamentos incrementais, foram obtidos resultados na condição de temperatura ambiente, que permitiram a verificação da representatividade do modelo com base em resultados experimentais obtidos em pesquisas já publicadas na área. Os modelos foram então, extrapolados através da aplicação de gradiente térmico, como intuito de analisar o comportamento dos conectores de cisalhamento à elevadas temperaturas. Os resultados obtidos indicaram que, devido à comportamentos térmicos distintos do aço e do concreto, a interface de cisalhamento entre ambos é rompida para temperaturas inferiores aos valores correspondentes ao colapso de cada um dos materiais isoladamente.
Abstract: The elements that are part of the composite structure of steel and concrete, have their mechanical properties affected when exposed to elevated temperatures, which reduces their physical strength, what may lead to the collapse of the structure. Based on that, this study analysis numerically the performance of shear connectors both on room temperature and under high temperatures. The structure was simulated by the computational code ANSYS v16.0, numerical models where elaborated, composed of three-dimensional elements, that simulate the behavior of the materials that compose the structural system, along with the simulation of the interface between the two materials. The first results were obtained in room temperature and compared with experimental data from related publications, in order to verify the representativeness of the model. The models were then extrapolated through the application of thermal gradient, in order to analyze the behavior of the shear connectors at high temperatures. The acquired results show that, due to the distinct thermal behavior of steel and concrete materials, the shear interface fails for temperatures that are inferior to the respective values of collapse for each material individually.
URI: http://repositorio.roca.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/9052
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