Aula 2-Comportamento conjunto.pdf
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1Profa. Dra. Silvana De Nardin
SET 5910: TEEESET 5910: TEEE
IntroduIntroduçção ão ààs Estruturas Mistas s Estruturas Mistas de Ade Açço e Concreto o e Concreto
2Profa. Dra. Silvana De Nardin
Introdução às Estruturas Mistas de Aço e Concreto
Introdução às Estruturas Mistas de Aço e Concreto
Comportamento conjunto entre Comportamento conjunto entre aaçço e concretoo e concreto
2
3Profa. Dra. Silvana De Nardin
Para que um elemento estrutural aço-concreto seja considerado MISTO é necessário que haja o comportamento conjunto entre os componentes da seção transversal.
Como garantir isso????É necessário que haja compatibilidade de deformações entre aço e concreto
Deformações no concreto = deformações no aço
Comportamento conjunto Comportamento conjunto Introdução
4Profa. Dra. Silvana De Nardin
No concreto armado:A aderência é a propriedade responsável pela transferência de tensões e pela compatibilidade de deformações entre as barras de aço e o concreto.
Quando surge: apenas quando há variação de tensão em determinado trecho da barra de aço, sendo tais variações causadas principalmente por ações externas, fissuras, variações de temperatura, retração e deformação lenta do concreto.
Por aderência, as barras de aço absorvem as tensões de tração e a ligação armadura-concreto controla a abertura das fissuras. Assim, quanto maior a aderência, maior a probabilidade de que ocorram fissuras de menor abertura individual.
Comportamento conjunto Comportamento conjunto Introdução
3
5Profa. Dra. Silvana De Nardin
Comportamento conjunto Comportamento conjunto
No concreto armado:Concreto + armadura passiva + ADERÊNCIA
Parcelas de aderênciaAdesão ou aderência químicaAderência por atritoAderência mecânica
Introdução
P
Concreto
Barra de açoP
Concreto
Barra de açoFissurasP
BarraP
Concreto
6Profa. Dra. Silvana De Nardin
Comportamento conjuntoComportamento conjunto
Parcelas de aderência:Adesão ou aderência química
muito pequena e atua somente nos primeiros estágios de carregamento. Não é possível aumentar esta parcela.
Aderência por atritose manifesta quando há tendência de deslocamento relativo aço-concreto e depende do coeficiente de atrito entre estes materiais.
Aderência mecânicairregularidades superficiais inerentes ao processo de laminação dos perfis, nervuras...
Introdução
pt Rb2pt
τb
Rb1
Rb1
Aço
Concreto
4
7Profa. Dra. Silvana De Nardin
Comportamento conjuntoComportamento conjunto
Estudo da aderência no concreto armado:Via ensaios push e pull-out
Introdução
8Profa. Dra. Silvana De Nardin
Comportamento conjuntoComportamento conjunto
Princípios teóricos da aderênciaBaseados no comportamento experimental da curva “força x escorregamento do concreto”
Elementos mistos
s21 ss u
0
τ1
2τ
τu
Escorregamento
Tensão
s lim
limτ
Adesão
Atrito
Aderência mecânica
5
9Profa. Dra. Silvana De Nardin
Comportamento conjuntoComportamento conjunto
Princípios teóricos da aderênciaAdesão
Oposição à separação de um bloco de concreto em relação a uma chapa de aço. É destruída quando ocorrem os primeiros deslocamentos relativos entre os materiais.surge durante as reações de pega do cimento e sua intensidade depende da rugosidade e da limpeza da superfície. O mecanismo resistente tem comportamento elasto-frágil, se manifesta nos primeiros estágios de carregamento e sua ocorrência estárelacionada à combinação entre retração do concreto e deslocamento radial do tubo de aço
Elementos mistos
0
10
20
30
40
50
0,00 -0,05 -0,10 -0,15 -0,20Fo
rça
aplic
ada
(kN
)Escorregamento do concreto (mm)
10Profa. Dra. Silvana De Nardin
Comportamento conjuntoComportamento conjunto
Princípios teóricos da aderênciaAderência mecânica
está relacionada ao grau de rugosidade da superfície interna do tubo de aço (“micro-engrenamento”). Esse mecanismo resulta do engrenamento mecânico entre o concreto e as irregularidades superficiais do tubo de aço. Sua relevância depende do contato entre as superfícies do aço e do concreto.
Com o aumento da força aplicada, há tendência de deslocamento relativo aço-concreto mas o confinamento impede a separação entre os materiais, surgindo tensões normais resistentes ao escorregamento.
Elementos mistos
6
11Profa. Dra. Silvana De Nardin
Comportamento conjuntoComportamento conjunto
Princípios teóricos da aderência
Aderência por atritomanifesta-se quando há tendência de deslocamento relativo aço-concreto e depende do coeficiente de atrito entre estes materiais.
Elementos mistos
12Profa. Dra. Silvana De Nardin
Comportamento conjuntoComportamento conjunto
E quando a aderência não é suficiente
Elementos mistos
7
13Profa. Dra. Silvana De Nardin
Meios de promover o comportamento conjunto nos
elementos mistos de aço e concreto
Comportamento conjunto Comportamento conjunto
14Profa. Dra. Silvana De Nardin
Meios de promover o comportamento conjuntoNão há como aumentar a parcela devido à adesão;É possível aumentar as parcelas de aderência:
MecânicaPor atrito
Interação aço-concreto:Mecânica: conectores de cisalhamento, mossas, saliências, etc.AtritoRepartição de cargas
Comportamento conjunto Comportamento conjunto
8
15Profa. Dra. Silvana De Nardin
Vigas mistas
Comportamento conjunto Comportamento conjunto
16Profa. Dra. Silvana De Nardin
Via interação mecânicaUtilização de conectores de cisalhamento:
VIGAS MISTAS
Comportamento conjunto Comportamento conjunto Vigas mistas
9
17Profa. Dra. Silvana De Nardin
Conectores de cisalhamentoFunção nas vigas
Comportamento conjunto Comportamento conjunto Vigas mistas
18Profa. Dra. Silvana De Nardin
Conectores de cisalhamentoConectoresMossas Ressaltos, reentrâncias, saliências, ranhuras,...
Conectores normalizadosPino com cabeça Conector tipo U
Comportamento conjunto Comportamento conjunto Vigas mistas
10
19Profa. Dra. Silvana De Nardin
Comportamento conjunto Comportamento conjunto
Outros tipos de conectores de cisalhamento
Vigas mistas
Barra ou arco HiltiX-HVB
20Profa. Dra. Silvana De Nardin
Comportamento
Formas de rupturaEsmagamento do concretoRuptura do conector
Conector tipo pino com cabeçaConector tipo pino com cabeça Vigas mistas
(Ranković & Drenić, 2002)
11
21Profa. Dra. Silvana De Nardin
Fatores importantes para a resistência do conector:Geometria e dimensões do conector;Qualidade dos materiais;Resistência dos materiais aço e concreto;Tipo de carregamento: estático ou dinâmico;Qualidade da ligação do conector com a viga;Distância entre conectores;Dimensões da laje de concreto;Taxa de armadura da laje e geometria das armaduras.
Metodologia mais eficiente para conhecer o comportamento de um conector: ENSAIOS
Conector tipo pino com cabeçaConector tipo pino com cabeça Vigas mistas
22Profa. Dra. Silvana De Nardin
Conector tipo pino com cabeçaConector tipo pino com cabeça
Fatores importantes para a resistência do conectorInfluência da resistência do concreto (Bullo & Di Marco, 2004)
Vigas mistas
12
23Profa. Dra. Silvana De Nardin
Fatores importantes para a resistência do conectorInfluência do tipo de laje
Conector tipo pino com cabeçaConector tipo pino com cabeça Vigas mistas
Redução da área de concreto
Coeficiente de redução que diminui a capacidade resistente de um conector. Influência da
forma de aço
24Profa. Dra. Silvana De Nardin
Comportamento
Rígido ou flexível
conector tipo pino com cabeçaconector tipo pino com cabeça Vigas mistas
13
25Profa. Dra. Silvana De Nardin
Classificação do comportamentoFunção da ductilidade da ligação aço-concreto
Comportamento dúctil: força última é > 10% da força que causa um escorregamento de 0,5mm (Eurocode 4).
Pu = força última
CONECTOR RÍGIDO
Pu
FORÇA
CONECTOR FLEXÍVEL
ESCORREGAMENTO
P (cisalhamento)
escorregamento ssu
PRk
Conector tipo pino com cabeçaConector tipo pino com cabeça Vigas mistas
26Profa. Dra. Silvana De Nardin
Ductilidade da ligação aço-concreto: rígido vs. flexível
Regime elásticoIndiferenteNão há deformações significativasConsequentemente, não há escorregamento significativo entre aço e concreto→ seção homogênea
Regime plástico: ELUDeformação plásticaDeslizamento relativo
Conector tipo pino com cabeçaConector tipo pino com cabeça Vigas mistas
Conectores com ligação FLEXÍVEL melhoram a
distribuição das forças de cisalhamento
14
27Profa. Dra. Silvana De Nardin
Pino com cabeça – Estados limites últimosEsmagamento do concreto
Ruptura do conector
Força resistente de cálculo por conectoro menor dos valoresCred: efeito do tipo de lajeRg: efeito da atuação de grupos de conectoresRp: efeito da posição do conector
Resistência dos conectoresResistência dos conectores Vigas mistas
25,1EfA5,0
Cqcs
cckcsredRd =γ
×=
25,1fARR
Cqcs
ucscspgredRd =γ
×××=
fck: resistência do concreto (MPa) < 28MPa
Ec : módulo de elasticidade do concreto (MPa)
Acs: área da seção transversal do conector (cm2)
fucs : resistência última do aço (MPa)
qRd: resistência em kN
28Profa. Dra. Silvana De Nardin
Resistência dos conectoresResistência dos conectores
Pino com cabeça – Estados limites últimosEfeito do tipo de laje
depende da posição das nervuras em relação à viga de aço
Nervura // à viga de aço
Nervura ⊥ à viga de aço
Vigas mistas
0,10,1hh
hb6,0C 5,1
hb
F
cs
F
Fred
F
F ≤⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛−⋅⎟⎟
⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛⋅=→≤
0,1C 5,1hb
redF
F =→>
75,00,1hh
hb
n85,0C nervura / conector 1
F
cs
F
F
csred ≤⎟⎟
⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛−⋅⎟⎟
⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛⋅=→
hFhF/2emh
emh
Fh
bF
hcs
15
29Profa. Dra. Silvana De Nardin
Pino com cabeça – Estados limites últimosRg: efeito da atuação de grupos de conectores
1,0 1 conector soldado em uma nervura de fôrma PERPENDICULAR ao perfil de aço;para qualquer número de conectores em uma linha soldados DIRETAMENTE no perfil;qualquer número de conectores em uma linha, soldados através de uma fôrma em uma nervura PARALELA ao perfil e com bF/hF≥ 1,5.
0,852 conectores soldados em uma nervura PERPENDICULAR ao perfil;1 conector soldado através de uma fôrma em uma nervura PARALELA ao perfil e com bF/hF < 1,5.
0,70 3 ou mais conectores soldados em uma nervura PERPENDICULAR ao perfil.
Resistência dos conectoresResistência dos conectores Vigas mistas
30Profa. Dra. Silvana De Nardin
Pino com cabeça – Estados limites últimosRp: efeito da posição do conector
1,00 conectores soldados diretamente no perfil e, no caso de haver nervuras PARALELAS a esse perfil, pelo menos 50% da largura da mesa em contato direto com o concreto.
0,75conectores soldados em uma laje mista com nervuras PERPENDICULARES ao perfil e emh ≥ 50 mm; conectores soldados através de uma fôrma de aço e embutidos em uma laje mista com nervuras PARALELAS ao perfil.
0,60conectores soldados em uma laje mista com nervuras PERPENDICULARES ao perfil e emh < 50 mm.
Resistência dos conectoresResistência dos conectores Vigas mistas
hFhF/2emh
emh
Fh
bF
hcs
16
31Profa. Dra. Silvana De Nardin
Perfil “U” laminado – Estado limite últimoEsmagamento do concreto
Resistência dos conectoresResistência dos conectores Vigas mistas
fck: resistência do concreto (MPa) < 28MPa
Ec : módulo de elasticidade do concreto (MPa)
tf: espessura da mesa (cm)
tf: espessura da mesa (cm)
tw: espessura da alma (cm)
Lcs: comprimento do perfil
qRd: resistência em kN
( )25,1
EfLt5,0t3,0q cckcswf
Rd+
=
Lcs
tw
tf
32Profa. Dra. Silvana De Nardin
Ensaios de push-outExemplo
Vigas mistasComportamento conjunto Comportamento conjunto Vigas mistas
17
33Profa. Dra. Silvana De Nardin
Exemplo de ensaio “push out”
Comportamento conjunto Comportamento conjunto Vigas mistas
25 cm
Fonte: Daniela Lemes David
34Profa. Dra. Silvana De Nardin
Fonte: Daniela Lemes David
q
δδuδuk
kqqmáx ukδ =0,9 uδ
qk=0,9qmáx
350 400
Comportamento conjunto Comportamento conjunto Vigas mistas
Exemplo de ensaio “push out”
18
35Profa. Dra. Silvana De Nardin
Vigas mistasVigas mistas
Formas alternativas de promover o trabalho conjunto
entre aço e concreto
36Profa. Dra. Silvana De Nardin
Meios alternativos de promover o trabalho conjunto Meios alternativos de promover o trabalho conjunto
Conectores de cisalhamento: posições não convencionais
Breuninger (2001) e Kuhlmann & Kürschner (2004)
19
37Profa. Dra. Silvana De Nardin
Meios alternativos de promover o trabalho conjunto Meios alternativos de promover o trabalho conjunto
Conectores de cisalhamento: posições não convencionais
Kuhlmann & Kürschner (2004)conectores tipo pino com cabeça na posição horizontal
Aspectos importantesPosição do conectorTaxa de armaduraDetalhamento dos estribos Solicitações: cisalhamento longitudinal e vertical, flexão
38Profa. Dra. Silvana De Nardin
Meios alternativos de promover o trabalho conjunto Meios alternativos de promover o trabalho conjunto
Conectores de cisalhamento: posições não convencionais
Kuhlmann & Kürschner (2004): conectores posição horizontal
Modos de rupturaModo 1: fendilhamento da laje e arrancamento do conectorModo 2: fendilhamento da laje Modo 3: arrancamento dos conectores
Força
Escorregamento
modo 2
modo 3
modo 1
Modo 1:- taxa elevada de armadura da laje1) Fendilhamento do concreto2) Sem perda significativa de rigidez3) Conectores sofrem grandes
deformações até serem arrancados
Modo 2:- Baixa taxa de armadura da laje- Conectores próximos à superfície da lajePerda de resistência da interface após o
fendilhamento do concreto
Modo 3:- Conectores curtos ou
próximos da extremidade da laje
20
39Profa. Dra. Silvana De Nardin
Meios alternativos de promover o trabalho conjunto Meios alternativos de promover o trabalho conjunto
Conectores de cisalhamento: posições não convencionais
Resultados de push-out – Hegger & Goralski (2004)
R R
R R
P
~45º R R
R R~45º a 60º
P
A
A
P
Corte A-A
40Profa. Dra. Silvana De Nardin
Meios alternativos de promover o trabalho conjunto Meios alternativos de promover o trabalho conjunto
Comportamento conjunto via barras de aço
Klaiber & Wipf (2000)
Dipaola et al. (2006)
Comportamento conjunto1) Furos preenchidos de concreto2) Barras de armadura
21
41Profa. Dra. Silvana De Nardin
Meios alternativos de promover o trabalho conjunto Meios alternativos de promover o trabalho conjunto
Comportamento conjunto via barras de açoJurkiewiez & Hottier (2005)
armadura
concretoperfil "T"
Comportamento conjunto1) Barras de armadura são posicionadas na região
dos dentes
Ruína: escoamento da mesa inferior e propagação para a alma
42Profa. Dra. Silvana De Nardin
Meios alternativos de promover o trabalho conjunto Meios alternativos de promover o trabalho conjunto
Comportamento conjunto via geometria das vigasJu et al (2005)
Comportamento conjunto1) Volume de concreto2) Armadura
22
43Profa. Dra. Silvana De Nardin
Meios alternativos de promover o trabalho conjunto Meios alternativos de promover o trabalho conjunto
Comportamento conjunto via geometria das vigas
Ju & Kim (2005)
Comportamento conjunto1) Conectores horizontais2) Aderência na alma
44Profa. Dra. Silvana De Nardin
Meios alternativos de promover o trabalho conjunto Meios alternativos de promover o trabalho conjunto
Comportamento conjunto via geometria das vigas
23
45Profa. Dra. Silvana De Nardin
Via ligação mecânica:utilização de mossas ou do atrito na
interface aço-concreto:LAJES MISTAS
Comportamento conjunto Comportamento conjunto Lajes mistas
46Profa. Dra. Silvana De Nardin
Adesão natural aço-concreto não é suficiente
Solução:Aumentar o atrito aço-concreto via:
Ancoragem mecânica local Geometria da forma – reentrâncias Mossas
Ligação mecânica por meio de mossas ou ligação por meio do atrito gerado pelo confinamento do concreto em formas reentrantes
Comportamento conjunto Comportamento conjunto Lajes mistas
24
47Profa. Dra. Silvana De Nardin
Mecanismos de aderência em lajes mistasAncoragem mecânica local Geometria da forma – reentrâncias Ancoragem de extremidade com conectores Ancoragem de extremidade por deformação das nervuras da forma
Comportamento conjunto Comportamento conjunto Lajes mistas
48Profa. Dra. Silvana De Nardin
Nervuras envolvidas pelo concreto:funcionam como “conectores de cisalhamento” que transferem praticamente todo o cisalhamento longitudinal.
Adesão química: transferência do cisalhamento longitudinal próximo da interface mossa-concreto. Aderência mecânica via intertravamento: perdida a adesão, cisalhamento longitudinal é transferido pelo intertravamento.
As ranhuras na superfície das nervuras comprimem o concreto como uma mola gerando forças passivas de cisalhamento que transferem o cisalhamento longitudinal.
Este mecanismo de transferência de forças de cisalhamento via intertravamento é semelhante àquele das fissuras no concreto via agregado.O atrito na interface forma-concreto também transfere cisalhamento longitudinal devido à pressão ativa exercida pelo peso do concreto.
Comportamento conjunto Comportamento conjunto Lajes mistas
25
49Profa. Dra. Silvana De Nardin
Aderência mecânica via intertravamento na interface
Forma de caracterizar a interface: ensaios “push out”Comportamento: curva Tensão cisalhante vs. Escorregamento
Resultados experimentais:Escorregamento é muito pequeno até 80% da força última e pouca separação vertical aço-forma Ruptura por cisalhamento horizontal:
frágil valor de força última ocorre pouco antes da ruptura.
Após a ruptura:separação vertical do bloco de concreto em relação à forma de açograndes escorregamentos, sem plastificação da forma de aço
Comportamento conjunto Comportamento conjunto Lajes mistas
50Profa. Dra. Silvana De Nardin
Via aderência natural e repartição de cargas:
PILARES MISTOS
Comportamento conjunto Comportamento conjunto Pilares mistos
26
51Profa. Dra. Silvana De Nardin
HIPÓTESE de dimensionamento:Aderência perfeita entre aço e concreto Não há perda de aderência com o aumento das forças atuantes ao longo da interface.
Comportamento conjunto Comportamento conjunto Pilares mistos
52Profa. Dra. Silvana De Nardin
Em pilares simplesmente apoiados:a transferência de esforços é simples pois as forças provenientes das vigas contínuas podem ser transferidas aos pilares por chapas de extremidades.
Onde a aderência pode ser importante?Nas ligações viga-pilarEm edifícios de múltiplos andares:
Forças do pavimento devem ser introduzidas de modo correto nos pilares;As ligações devem ser devidamente detalhadas.
Comportamento conjunto Comportamento conjunto Pilares mistos
27
53Profa. Dra. Silvana De Nardin
Alguns resultados de ensaios push-outem pilares mistos preenchidos
Comportamento conjunto Comportamento conjunto Pilares mistos
54Profa. Dra. Silvana De Nardin
Ensaios push-outElementos ensaiados
3 modelosTubos de aço com 6,3mm de espessura Seção quadrada com 20cm de ladoPerfis tipo U200x100x6,3 formados a frio e aço tipo SAE 1020Concreto de preenchimento: C50
VARIÁVEL: ELEMENTO DE TRANSFERÊNCIA
Comportamento conjunto Comportamento conjunto Pilares mistos
cantoneiras L50x6,3conectores tipo pino com cabeça
28
55Profa. Dra. Silvana De Nardin
Ensaios push-outGeometria dos elementos ensaiados
Comportamento conjunto Comportamento conjunto Pilares mistos20
0
87
200
φ19,1 mmCONECTOR
200
LINHA DE SOLDA
6,3
LINHA DE SOLDA
6,3
L 50 x 50 x 6,35 mm
200
100
200
5050
200
LINHA DE SOLDA
6,35050
56Profa. Dra. Silvana De Nardin
Ensaios push-outInstrumentação dos elementos
Extensômetros:perfil de açoNúcleo de concreto
Transdutores:Deslocamento relativo aço-concreto
Comportamento conjunto Comportamento conjunto Pilares mistos
29
57Profa. Dra. Silvana De Nardin
Ensaios push-outEsquema de ensaio
Comportamento conjunto Comportamento conjunto Pilares mistos
58Profa. Dra. Silvana De Nardin
Ensaios push-outResultados
Caracterização dos materiais
Valores de força última e deslocamento
Comportamento conjunto Comportamento conjunto Pilares mistos
CFT_ACFT_SB 33250253,263,7648,0647,80351,20CFT_S
Ec (MPa)fy (MPa)ft,D (MPa)fcm (MPa)As (cm2)Ac (cm2)ELEMENTO
Modelo Força máxima (kN) Escorregamento (mm)
CFT-S 65 11,44
CFT-SB 686 2,12
CFT-A 1075 3,04
30
59Profa. Dra. Silvana De Nardin
Ensaios push-outResultados
Comportamento Força vs. EscorregamentoElemento sem conectores
Comportamento conjunto Comportamento conjunto Pilares mistos
0
-10
-20
-30
-40
-50
-60
-70
0 -2 -4 -6 -8 -10 -12
CFT-S
Forç
a ap
licad
a (k
N)
Escorregamento do concreto (mm)
60Profa. Dra. Silvana De Nardin
Ensaios push-outResultados
Comportamento Força vs. EscorregamentoElemento com conectores tipo pino com cabeça
Comportamento conjunto Comportamento conjunto Pilares mistos
0
-100
-200
-300
-400
-500
-600
-700
-800
0 -2 -4 -6 -8 -10 -12 -14 -16Escorregamento do concreto (mm)
CFT-SB
Forç
a ap
licad
a (k
N)
31
61Profa. Dra. Silvana De Nardin
Ensaios push-outResultados
Comportamento Força vs. EscorregamentoElemento com conectores tipo cantoneira
Comportamento conjunto Comportamento conjunto Pilares mistos
0
-200
-400
-600
-800
-1000
-1200
0 -2 -4 -6 -8 -10 -12 -14 -16
CFT-A
Forç
a ap
licad
a (k
N)
Escorregamento do concreto (mm)
62Profa. Dra. Silvana De Nardin
Ensaios push-outResultados
Comportamento Força vs. Escorregamento
Comportamento conjunto Comportamento conjunto Pilares mistos
0
-250
-500
-750
-1000
-1250
0 -2 -4 -6 -8 -10 -12 -14 -16 -18
CFT-S CFT-SB CFT-A
Escorregamento do concreto (mm)
Forç
a ap
licad
a (k
N)
32
63Profa. Dra. Silvana De Nardin
Fatores que influenciam a aderência nos pilares:Forma da seçãoSuperfície do tuboAplicação da forçaRelação b/tPresença e tipo de conector de cisalhamento
Comportamento conjunto Comportamento conjunto Pilares mistos
64Profa. Dra. Silvana De Nardin
Cisalhamento na interface aço-concretoCisalhamento na interface aço-concreto
Região de introdução de cargas
33
65Profa. Dra. Silvana De Nardin
Cisalhamento na interface aço-concretoCisalhamento na interface aço-concreto
Região de introdução de cargas
Comprimento de transferência:< 2,5d
d
Chapa de aço soldada no pilar
66Profa. Dra. Silvana De Nardin
Cisalhamento na interface aço-concretoCisalhamento na interface aço-concreto
Região de introdução de cargasocorrem variações localizadas dos esforços solicitantes devidas a ligações do pilar com vigas ou ocorre interrupção da armadura longitudinal (emendas do pilar ou bases)Deve-se evitar escorregamento significativo na interface concreto-perfil de aço:
comprimento de introdução de carga, menor valor entre:2 x menor dimensão da seção do pilar ou 1/3 da distância entre pontos de introdução de carga
34
67Profa. Dra. Silvana De Nardin
Cisalhamento na interface aço-concretoCisalhamento na interface aço-concreto
Região de introdução de cargas – EsforçosLigação viga-pilar:
quando a viga estiver ligada apenas ao perfil de aço do pilar
quando a viga estiver ligada apenas ao concreto do pilar
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛−×=
l
ll
p,Rd
,RdaSd,Sd N
N1VV ⎟
⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛−×=
l
ll
p,Rd
p,RdaSd,Sd M
M1MM
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛×=
l
ll
p,Rd
,RdaSd,Sd N
NVV
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛×=
l
ll
p,Rd
p,RdaSd,Sd M
MMM
( )10,1
ZZfM anay
p,Rda−⋅
=l
VSd: força cortante solicitante de cálculo na ligação;NRda,pl: força axial resistente de cálculo do perfil de aço do pilar à plastificação total;NRd,pl: força axial resistente de cálculo do pilar misto à plastificação total;MSd: momento fletor solicitante de cálculo na ligação;MRda,pl: é a contribuição do perfil de aço para MRd,pl
68Profa. Dra. Silvana De Nardin
Cisalhamento na interface aço-concretoCisalhamento na interface aço-concreto
Região de introdução de cargas – EsforçosCom os esforços VSd,l e MSd,l:
Calcular τSd na interface no comprimento de introdução das cargasComparar com valores de τRd
Se τSd ≥ τRd → usar conectores de cisalhamento para resistir àtotalidade dos efeitos de VSd,l e MSd,l
Conectores NÃO são necessários quando:pilar for totalmente revestido ou preenchido e
0,0Almas parcialmente revestida0,20parcialmente revestida0,40retangular preenchida
0,55circular preenchida0,30totalmente revestida
τRd (N/mm2)Tipo de seção transversal
3,0N/N p,RdSd ≤l
35
69Profa. Dra. Silvana De Nardin
Cisalhamento na interface aço-concretoCisalhamento na interface aço-concreto
Forças de atrito adicionais devido aos conectoresConectores tipo pino com cabeça ligados à alma de uma seção totalmente ou parcialmente revestida ou seção similar:
Produzem forças de atrito decorrentes do impedimento da expansão lateral do concreto pelas mesasResistência adicional somada à resistência dos conectores:
em cada mesa e cada linha diagonal de pinosμ: coeficiente de atrito → seções de aço sem pintura → μ=0,5qRd: resistência de um pino com cabeça
há limites para a distância livre entre as mesas
2qRd⋅μ
70Profa. Dra. Silvana De Nardin
Cisalhamento na interface aço-concretoCisalhamento na interface aço-concreto
Forças de atrito adicionais devido aos conectoresA distância livre entre mesas não pode superar:
300mm
μQRd/2
QRd
400mm
μQRd/2
QRd QRd
600mm
μQRd/2
QRd QRd QRd