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Publicada em 10/11/2017
Discente: Juliana Fadini Natalli
Resumo:Os sistemas mistos passaram a ser uma nova alternativa para a associação aço-concreto nas edificações desde o início do século XX. A combinação de perfis de aço preenchidos com concreto, compondo pilares, tornou-se uma forma de intensificar as vantagens dos dois materiais aliando utilidades técnicas e estruturais. No entanto, para que esses benefícios sejam verificados, é necessário que haja íntima interação aço-concreto de forma a garantir a transferência de esforços e a compatibilização de deformações. Dessa forma, este estudo analisa a aderência e o efeito de confinamento em seções mistas compostas por perfis tubulares de parede fina, preenchidos com três diferentes tipos de concreto: leve sem adição (utilizado como referência), leve com adição de expansor, e, leve com agente incorporador de ar. Para tanto, foram confeccionados 12 protótipos mistos, utilizando perfis finos de aço, com diâmetro externo de 100 mm e espessura de 2 mm, preenchidos com concretos leves executados com argila expandida nacional. Os modelos foram submetidos a uma investigação do comportamento de seus núcleos de preenchimento durante o período de cura, objetivando-se verificar o desempenho dos concretos quanto à expansão/contração durante o tempo especificado. Além disso, foram realizados testes de cisalhamento, análise morfológica por microscopia óptica nas interfaces das seções, ensaios de resistência à compressão com carga aplicada ao núcleo de concreto e à seção mista e caracterizações mecânicas dos concretos produzidos. A partir dos resultados, constatou-se que a variação dimensional gerada pelo concreto expansivo durante o seu período de endurecimento induz um efeito de confinamento nas paredes do tubo de aço, proporcionando melhora da adesão na interface e bom desempenho dos protótipos quando submetidos a cargas axiais. Quanto aos núcleos de concreto dosados com incorporador de ar, verificou-se que o seu menor módulo de elasticidade e suas irregularidades superficiais contribuíram para a manifestação da aderência mecânica, por atrito e para um elevado grau de confinamento.
Abstract:The concrete-filled steel tube (CFT) systems have become a new solution for steel-concrete association in buildings since the beginning of the 20th century. The combination of steel profiles filled with concrete, composing pillars, is a way of enhancing the advantages of the two materials by combining their technical and structural advantages. However, to verify these benefits, a close steel-concrete interaction is necessary in order to ensure the transfer of loadings and the compatibility of deformations. Thus, this study analyses the adhesion and confinement effects in mixed sections composed of thin-walled tubular steel profiles filled with three different types of concrete: lightweight without any admixture (used as reference), lightweight with expansive agent, and lightweight with air-entraining admixture. For this purpose, 12 prototypes were made using thin steel profiles, with an external diameter of 100 mm and a thickness of 2 mm, filled with lightweight concretes manufactured with Brazilian expanded clay. Initially, the specimens investigated regarding the behavior of their filling cores during the curing period, aiming to verify the performance of concretes in relation to expansion / contraction during the specified time. In addition, the following tests were performed: shear tests; optical microscopy at the sections’ interfaces; compressive strength with load applied to the concrete core and the mixed section; and physical characterization of concrete produced. From the results, it was verified that the expansion generated by the expansive concrete during its hardening period induces a pre-effect of confinement in the walls of the steel tube, providing improvement of the adhesion at the interface and good performance of the prototypes when submitted to the axial loads. As for the concrete with entrained air, it was verified that its smaller modulus of elasticity and its surface irregularities contributed to the appearance of increased mechanical and frictional adhesion and to a high degree of confinement. Keywords: Concrete-filled steel tube, adhesion, confinement, expansive agent, air-entraining admixture.
Palavras-chave:Concreto leve, aditivo expansor, aditivo incorporador de ar, aderência, confinamento_
Áreas de Concentração: - Mestrado: Estruturas e Construção
- Arlene Maria Cunha Sarmanho
- Ricardo André Fiorotti Peixoto
Prof. Ricardo André Fiorotti Peixoto (UFOP, Presidente)
Profa. Arlene Maria Cunha Sarmanho (UFOP)
Profa. Ana Amélia Mazon (UFSJ)
Prof. Flávio Teixeira de Souza (IFMG)
