Avaliação experimental de colunas CFST curtas com núcleo de concreto reciclado

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Tipo do documento:	Tese
Título:	Avaliação experimental de colunas CFST curtas com núcleo de concreto reciclado
Título(s) alternativo(s):	Experimental evaluation of short columns CFST with recycled concrete core
Autor:	Azevedo, Vanessa da Silva de
Primeiro orientador:	Lima, Luciano Rodrigues Ornelas de
Primeiro coorientador:	Vellasco, Pedro Colmar Gonçalves da Silva
Primeiro membro da banca:	Rodrigues, Monique Cordeiro
Segundo membro da banca:	Tavares, Maria Elizabeth da Nóbrega
Terceiro membro da banca:	Landesmann, Alexandre
Resumo:	Embora o uso de perfis tubulares de aço preenchidos com concreto seja largamente utilizado em uma combinação de leveza e resistência, esta perspectiva submete-se às ações normativas aplicáveis aos elementos mistos de aço e concreto que ainda não se encontram totalmente esclarecidas e necessitam ser estudadas detalhadamente. Deste modo, aborda-se a pesquisa pertinente à análise do comportamento de colunas curtas mistas, de seção de aço tubular confeccionada com costura, preenchidas com concreto convencional, conhecidas como Concrete Filled Steel Tube (CFST) e preenchidas com concreto de agregado reciclado, conhecidas como Recycled Aggregate Concrete Filled Steel Tube (RACFST), em taxas de substituição de 30% e 50% de agregado graúdo reciclado de concreto. No que concerne às premissas necessárias à interação do conjunto aço concreto, é investigada a influência do confinamento e o rearranjo interno do concreto, quando este é reciclado. Percebe-se que a variação da resistência característica do concreto e a variação da taxa de agregado reciclado que compõe o concreto impactam de modo singular nas características da seção mista, quando há o controle sobre o agregado utilizado, que neste caso, deriva de corpos de prova para ensaio de aderência da ordem de 40 MPa. Os resultados dos ensaios experimentais mostraram que o preenchimento do núcleo da seção mista aumenta sua resistência. Contudo o controle sobre o conteúdo deste núcleo influi na ductilidade do conjunto, uma vez que, se o comportamento do material de preenchimento for frágil, a redistribuição do estado de tensões tanto para o aço quanto para o concreto absorverá este comportamento. Embora verifique-se também que, o preenchimento do núcleo é essencial para o controle da flambagem interna da seção de aço. Uma vez que o comportamento das colunas CFST e RACFST ainda é amplamente discutido no âmbito cientifico, parte-se inicialmente de um estudo analítico baseado no confronto dos resultados teóricos obtidos entre as normas ABNT NBR 8800:2008, ABNT NBR 16239:2013 e EN 1994-1-1. As respostas analíticas extraídas por meio destas normas são coerentes entre si e argumentadas perante os resultados da análise experimental do modelo proposto. Isto posto, são analisadas as tensões de confinamento em três estágios distintos: primeiro estágio, elástico, segundo estágio, de escoamento e terceiro estágio, de altas deformações. Deste modo verificou-se que a relação D/t, entre o diâmetro e a espessura da seção de aço, e a taxa de confinamento, ξ, influenciam diretamente no comportamento da seção mista de modo a proporcionar um efeito combinado sobre a sua resistência.
Abstract:	Although the use of tubular steel profiles filled with concrete is widely used in a combination of lightness and strength, this perspective undergoes regulatory actions applicable to composite elements that are not yet fully understood and need to be investigated in detail. Thus, relevant research approaches to behavior analysis of composite stub columns with steel seamed tubular sections filled with concrete, better known as Concrete-Filled Steel Tubes (CFST) and filled with recycled aggregate concrete, known as Recycled Aggregate Concrete-Filled Steel Tube (RACFST), where the adopted recycled coarse aggregate percentage was equal to 30% and 50%. In respect to the premises necessary for the concrete to steel interaction, the influence of the concrete confinement is investigated as well as the concrete internal rearrangement when it the recycled coarse aggregate is utilized. It is noticed that the variations of the concrete characteristic resistance and the recycled aggregate rate impact in a unique way the composite section characteristics when there is an effective control over the adopted recycled coarse aggregate, which in this case derives of specimens associate to a concrete characteristic resistance around 40 MPa. The experimental results have shown that the concrete core enhances the composite section load carrying capacity. However, the control over the contents of this concrete core influences on the ductility of the composite section, since, if the behavior of the fill material is fragile, the stress redistributions for both the steel and the concrete will compensate this response. It is also fair to observe that the concrete core is essential to inhibit a possible inner local buckling of the tubular section. Since the behavior of CFST and RACFST columns is still widely discussed, the present thesis starts from a study based on a comparative assessment of the recommendations present in ABNT NBR 8800:2008, ABNT NBR 16239:2013 and EN 1994-1-1 design standards. These design recommendations proved to be consistent and in line with the performed experiments. The concrete confinement stresses can be divided into three distinct stages: the first (elastic) stage, second (yield) stage, elastic, and third stage associated with large deformations. The results indicated that the D/t slenderness ratio and the confinement ratio ξ, directly influence the composite section behavior providing a combined effect that enhances its load carrying capacity.
Palavras-chave:	Civil Engineering Columns Mixed construction Structural analysis (engineering) Circular Composite Sections Short Columns, Steel Tube Seam Engenharia civil Colunas Construção mista Análise estrutural (Engenharia) Seções Mistas Circulares Colunas Curtas, Perfis Tubulares com Costura
Área(s) do CNPq:	CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL
Idioma:	por
País:	BR
Instituição:	Universidade do Estado do Rio de Janeiro
Sigla da instituição:	UERJ
Departamento:	Centro de Tecnologia e Ciências::Faculdade de Engenharia
Programa:	Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil
Citação:	AZEVEDO, Vanessa da Silva de. Avaliação experimental de colunas CFST curtas com núcleo de concreto reciclado. 2018. 232 f. Tese (Doutorado em Estruturas; Geotecnia; Construção Civil) - Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2018.
Tipo de acesso:	Acesso Aberto
URI:	http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/11469
Data de defesa:	25-Out-2018
Aparece nas coleções:	Doutorado em Engenharia Civil

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