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Título: Análise numérica de pilares mistos de aço e concreto tubulares circulares com concreto de alto desempenho
Autor(es): Gomes, Harlley Davidson,
Orientador: Calenzani, Adenilcia Fernanda Grobério
Data do documento: 28-Ago-2015
Editor: Universidade Federal do Espírito Santo
Resumo: Pilares mistos de aço e concreto têm sido bastante empregados na construção civil, principalmente nos países da América do Norte, Europa e Ásia. Pilares mistos, com concreto de resistência normal, ou seja, concreto com resistência característica à compressão entre 20 e 50 MPa, são abordados pelas principais normas de dimensionamento. No Brasil, as normas ABNT NBR 8800:2008 e ABNT NBR 16239:2013 regem o dimensionamento de pilares mistos de aço e concreto tubulares. Essas duas normas referenciam a ABNT NBR 6118:2014 quanto a questões relativas à resistência do concreto estrutural que incorporou o uso de concretos de alto desempenho o que justifica a necessidade de trabalhos de pesquisas que tratem de pilares mistos de aço com esse tipo de concreto. No presente estudo, modelos numéricos foram elaborados para a simulação de pilares mistos tubulares circulares de aço preenchidos com concretos de resistência normal e de alto desempenho. Após ser feita a aferição dos modelos numéricos com resultados experimentais da literatura, realizou-se uma extensa análise paramétrica a fim de avaliar a influência de parâmetros geométricos, a saber, comprimento, diâmetro e espessura da parede do tubo de aço, e parâmetros dos materiais como a resistência característica à compressão do concreto. Foram analisados pilares submetidos à compressão pura e à flexo-compressão e os resultados numéricos foram confrontados com os prescritos pelas normas EN 1994-1-1:2004, ANSI/AISC 360-05:2010 e ABNT NBR 8800:2008. Foi verificada a viabilidade do uso das formulações normativas supracitadas no cálculo do esforço resistente à compressão de pilares mistos tubulares com concreto de alto desempenho. A análise da resistência à flexo-compressão desses pilares permitiu concluir que a ANSI/AISC 360-05:2010 apresenta resultados muito conservadores, enquanto a ABNT NBR 8800:2008 apresenta resultados próximos aos numéricos, porém com alguns casos contrários à segurança. A EN 1994-1-1:2004 apresentou, na sua maioria, resultados contrários à segurança.
Steel and concrete composite columns have been significantly employed in civil construction, mainly in countries in North America, Europe and Asia. Composite columns with concrete of normal strength, in other words, with cylinder strength between 20 and 50 MPa, are addressed by the main design codes. In Brazil, the standards ABNT NBR 8800:2008 and ABNT NBR 16239:2013 rule the dimensioning of steel and concrete tubular composite columns. Both standards reference the ABNT NBR 6118:2014 when dealing with matters related to the concrete’s structural resistance that incorporates the use of high strength concrete, which justifies the need for research works dealing with composite columns with high strength concrete. In the present study, numerical models were elaborated to simulate both normal and high strength concrete-filled circular tubular columns. After the validation of the numerical models with literature’s experimental results, an extensive parametric analysis was performed in order to assess the influence of geometric parameters (length, diameter and thickness of the steel tube) and material parameters such as the concrete resistance. Columns under normal and eccentric loads were analyzed and the numerical results were confronted with the prescriptions of the standards EN 1994-1-1:2004, ANSI/AISC 360-05:2010 and ABNT NBR 8800:2008. The viability of the usage of the standards’ equations in the calculations of the compressive strength of high strength concrete-filled tubular circular composite columns was verified. The analysis of the resistance to eccentric loading of these columns has led to the conclusion that the ANSI/AISC 360-05:2010 code leads to over-conservative results, while the ABNT NBR 8800:2008 conducts to results that are closer to the numerical ones, despite being against safety in some cases. The EN 1994-1-1:2004 presented, mostly, results that were contrary to safety.
URI: http://repositorio.ufes.br/handle/10/3997
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