Conectores T-PerfobondUnconnected submetidos a carregamento monotónico

Abstract

Na presente dissertação de Mestrado Integrado no domínio da construção metálica e mista, será realizada uma investigação sobre o comportamento estrutural de Conectores de corte tipo T-Perfobond sem soldadura nos banzos. Este trabalho contempla uma revisão bibliográfica da literatura sobre o tema, seguida de uma parte experimental através de ensaios do tipo push-out. Nesta etapa foram testados conectores do tipo T-Perfbond, monotonicamente, fazendo variar alguns parâmetros relevantes no comportamento da ligação. O comportamento de estruturas mistas é baseado na ação conjunta entre o perfil de aço e o betão armado, à custa do desenvolvimento de forças longitudinais de corte. Ensaios em estruturas mistas mostram que, para baixos valores de carga, a maior parte do corte longitudinal é desenvolvida na interface por aderência química entre a pasta de cimento e a superfície de aço. No entanto, para cargas mais elevadas é necessário o uso de conectores de corte para transmitir o corte na interface aço-betão. Sendo usada uma metodologia experimental, serão preparados e realizados 8 ensaios tipo push-out monotónicos, com o objetivo de caracterizar o comportamento dos conectores, com a variação de parâmetros chave. As variáveis para o problema são a quantidade de armadura dentro dos orifícios, a classe de resistência do betão e a ligação do conector ao perfil metálico. O principal conector em estudo nesta tese é um conector derivado do já existente T-Perfobond, o T-PerfobondUnconnected. A diferença será a inexistência de soldadura no banzo do conector com o objetivo de se obter um conector com maior ductilidade. Os resultados obtidos nos ensaios monotónicos são representados em curvas força-escorregamento, e serão analisados comparativamente por forma a avaliar a importância relativa de cada parâmetro. Por fim, serão utilizados modelos analíticos com o objetivo de avaliar a sua adequabilidade às ligações em análise. Será também proposto um modelo analítico para o cálculo da capacidade de carga do conector T-PerfobondUnconnected.

In the present dissertation, for a masters degree in the field of steel and composite construction, an investigation of the structural behavior of T- Perfobond shear connectors with welded and non-welded flanges will be developed. This work initially comprises a literature review on the subject, followed by an experimental part through push-out type tests. At this stage T- Perfbond and T-Perfobond Unconnected type connectors, were monotonically tested, varying some relevant shear connectors’ parameters. The behavior of composite structures is based on the joint action between the steel profile and the concrete, at the cost of development of longitudinal shear forces. Assays in composite structures shows that, for early loading stages, most of the longitudinal section is developed by a chemical bond at the interface between the concrete and the steel surface. However, at higher loads the use of shear connectors is necessary to ensure the shear transfer at the concrete to steel interface. Using an experimental methodology, eight push-out monotonic tests were prepared and conducted, in order to characterize the connectors’ behavior by vaying key parameters. The studied variables were: the number of steel reinforcing bars used in the shear connector holes, the concrete strength class and the adopted type of weld configutation (flanges connected and unconnected to the beam’s top flange). The shear connector studied in this investigation is a derivative of the T-Perfobond connector, the T-PerfobondUnconeccted. The main difference between them is the lack of welds ar the connector’s flange aiming to obtain a higher ductility. The results obtained in monotonic tests are represented in terms of force-slip curves, and are comparatively analyzed in order to assess the relative significance of the parameters investigated. Finally, analytical load carrying predicting models were compared to rhe experimental findings leading to the development of a new analytical model to calculate the loas carrying capacity of the T-PerfobondUnconnected connector.