Modelagem numérica de vigas mistas aço-concreto

Marconcin, L. R.; Machado, R. D.; Marino, M. A.

doi:10.1590/S1983-41952010000400006

Resumos

A utilização de estruturas mistas está cada vez mais presente nas obras de Engenharia Civil. As vigas mistas, em particular, são estruturas compostas por dois materiais, um perfil metálico, situado em região predominantemente tracionada, e uma seção de concreto, situada em região predominantemente comprimida, ligados entre si através de dispositivos metálicos denominados de conectores de cisalhamento. As funções prin- cipais dos conectores são: permitir o trabalho solidário da laje-viga, restringir o escorregamento longitudinal e o deslocamento vertical na interface dos elementos e, absorver forças de cisalhamento. Nesse contexto, apresentam-se neste trabalho, modelos numéricos tridimensionais de vigas mistas aço-concreto, com a finalidade de simular o seu comportamento estrutural, enfatizando a interface laje-viga. As simulações foram feitas através do software ANSYS versão 10.0, que tem como base o Método de Elementos Finitos. Os resultados obtidos foram comparados com os previstos por norma e com referências encontradas na revisão bibliográfica, verificando-se que a modelagem numérica é uma ferramenta válida para a análise de vigas mistas aço-concreto.

vigas mistas; conectores de cisalhamento; modelagem numérica; elementos finitos (EF)

The use of composite structures is increasingly present in the constructions of Civil Engineering. Steel-concrete composite beams, in particular, are structures consisting of two materials, a profile metal, located in predominantly region of tension, and a section of concrete, located predomi- nantly in compressed region, connected by metallic devices called shear connectors. The main functions of the connectors are: allow the joint work of slab-beam, restrict the longitudinal slipping and uplifting at the interface of the elements, and absorb shear forces. In this context, this work presents three-dimensional numerical models of composite steel-concrete beams, in order to simulate their structural behavior, with emphasis at the slab-beam interface. Simulations had been carried out by means of the ANSYS software, version 10.0, based on Finite Element Method. Results were compared with those provided by Standard Codes and with references found in the literature. Reported results demonstrate that the numerical approach is a valid tool to analyze the behavior of steel-concrete composite beams.

composite beams; shear connectors; numerical modeling; finite element (EF)

Modelagem numérica de vigas mistas aço-concreto

L. R. Marconcin^I; R. D. Machado^II; M. A. Marino^III

^IL. R. MARCONCIN. Universidade Federal do Paraná, Centro de Estudos de Engenharia Civil. liliane.m@ufpr.br.liliane.m@ufpr.br. Prof. Inaldo Ayres Vieira - Centro Politécnico. Jardim das Américas. Caixa Postal 19.011 – CEP: 81.531-980 – Curitiba, PR

^IIR. D. MACHADO. Universidade Federal do Paraná, Centro de Estudos de Engenharia Civil. rdm@ufpr.br.rdm@ufpr.br. Prof. Inaldo Ayres Vieira - Centro Politécnico. Jardim das Américas. Caixa Postal 19.011 – CEP: 81.531-980 – Curitiba, PR

^IIIM. A. MARINO. Universidade Federal do Paraná, Centro de Estudos de Engenharia Civil. marino@ufpr.br.marino@ufpr.br. Prof. Inaldo Ayres Vieira - Centro Politécnico. Jardim das Américas. Caixa Postal 19.011 – CEP: 81.531-980 – Curitiba, PR

RESUMO

A utilização de estruturas mistas está cada vez mais presente nas obras de Engenharia Civil. As vigas mistas, em particular, são estruturas compostas por dois materiais, um perfil metálico, situado em região predominantemente tracionada, e uma seção de concreto, situada em região predominantemente comprimida, ligados entre si através de dispositivos metálicos denominados de conectores de cisalhamento. As funções prin- cipais dos conectores são: permitir o trabalho solidário da laje-viga, restringir o escorregamento longitudinal e o deslocamento vertical na interface dos elementos e, absorver forças de cisalhamento. Nesse contexto, apresentam-se neste trabalho, modelos numéricos tridimensionais de vigas mistas aço-concreto, com a finalidade de simular o seu comportamento estrutural, enfatizando a interface laje-viga. As simulações foram feitas através do software ANSYS versão 10.0, que tem como base o Método de Elementos Finitos. Os resultados obtidos foram comparados com os previstos por norma e com referências encontradas na revisão bibliográfica, verificando-se que a modelagem numérica é uma ferramenta válida para a análise de vigas mistas aço-concreto.

Palavras-chave: vigas mistas, conectores de cisalhamento, modelagem numérica, elementos finitos (EF) .

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5. Referências bibliográficas

[01] ANSYS. Versão 10.0 Documentation. ANSYS, Inc. [02] ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 8800 – Projeto de estruturas de aço e de estruturas mistas de aço e concreto de edifícios, Rio de Janeiro, 2008.

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Accepted: 03 Sep 2010

Available Online: 17 Dec 2010

[01] ANSYS. Versão 10.0 Documentation. ANSYS, Inc.
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Datas de Publicação

Publicação nesta coleção
18 Set 2014
Data do Fascículo
Dez 2010

Histórico

Aceito
03 Set 2010
Recebido
03 Out 2009

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[1] [01] ANSYS. Versão 10.0 Documentation. ANSYS, Inc.

[2] [02] ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 8800 – Projeto de estruturas de aço e de estruturas mistas de aço e concreto de edifícios, Rio de Janeiro, 2008.

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