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Study of bolts used as shear connectors in concrete-filled steel tubes.
(2021) Chaves, Marina de Fátima Ferreira; Xavier, Ellen Martins; Sarmanho, Arlene Maria Cunha; Ribeiro Neto, Juliano Geraldo
This research presents a numerical analysis of bolts used as mechanical connectors in circular concrete-filled steel tube columns. The numerical model was calibrated with the experimental results and was analyzed different parameters such as bolt lengths, steel tube thickness, and concrete strength. The finite element model was developed in Abaqus software, using different constitutive models of concrete behavior. The results indicated that: (1) The thickness of the steel tube must be compatible with the diameter of the shear connector showing an ideal ratio between 1.3 and 2.0; (2) The length of the shear connector did not cause a significant change in the load capacity; (3) The minimum distance between the shear connectors of six times the diameter was enough to prevent overlap in their failure modes.
Experimental analysis of bolts employed as shear connectors in circular concrete-filled tube columns.
(2019) Xavier, Ellen Martins; Ribeiro Neto, Juliano Geraldo; Sarmanho, Arlene Maria Cunha; Amparo, Lucas Roquete; Paula, Letícia Gualberto Caldeira de
This paper presents experimental and theoretical analysis of bolts employed as shear connectors in circular concrete-filled steel tube columns (CFTs). The theoretical results, obtained from ABNT NBR 16239:2013 formulations, were compared with the experimental results. A series of push-out tests were carried out, where the diameter and length of the bolts, the number of connectors and the concrete strength were varied. From the experimental results, it was observed that the equations from ABNT NBR 16239:2013 are conservative. Therefore, it is proposed an adjustment to the formulations in order to consider the concrete confinement. It was also verified that increments in the diameter and the length of the bolt increase the load capacity of the connector. However, the variation of the quantity of bolts and the concrete strength did not interfere in the load capacity.
Experimental analysis of a mechanical shear connector in concrete filled steel tube column.
(2017) Ribeiro Neto, Juliano Geraldo; Sarmanho, Arlene Maria Cunha
Este trabalho compreende um estudo analítico e experimental do comportamento estrutural de conectores de cisalhamento em pilares mistos, formados por perfis tubulares laminados de seção circular de aço preenchido por concreto simples. Para este estudo foi adotado um conector do tipo parafuso estrutural, a fim de verificar a validade das expressões analíticas constantes na ABNT NBR 16239:2014 [1]. Foi realizada uma série de ensaios experimentais de cisalhamento direto, fixando o diâmetro externo do tubo e variando a espessura, o diâmetro do parafuso, a resistência do concreto e a presença ou não de folga no furo. Da análise dos resultados observa-se que é viável a utilização desse tipo de conector, que as equações existentes para o dimensionamento dos mesmos estão a favor da segurança e podem ser ajustadas para fornecer valores de capacidade resistente mais próximo do experimental.
Análise teórico-experimental do uso de parafuso estrutural como conector de cisalhamento em pilar misto composto de perfil tubular preenchido com concreto.
(2016) Ribeiro Neto, Juliano Geraldo; Sarmanho, Arlene Maria Cunha; Peixoto, Ricardo André Fiorotti; Farage, Michele Cristina Resende; Fakury, Ricardo Hallal
Atualmente tem-se um aumento do uso de estruturas metálicas no mercado da construção civil, principalmente em edifícios residenciais e comerciais e o uso de pilares mistos tem acompanhado essa tendência. Dentre os tipos usuais, os preenchidos têm ganhado destaque pelas suas vantagens na composição de sistemas estruturais. Este trabalho compreende um estudo analítico e experimental do comportamento estrutural de pilares mistos formados por perfis tubulares laminados a quente de seção circular de aço preenchidos por concreto simples, com foco na região de introdução de carga quando da ligação de outros elementos como as vigas. Nessa região, quando a tensão de cisalhamento atuante ultrapassa a tensão de aderência natural entre os dois materiais, há a necessidade de utilização de conectores mecânicos para que se garanta a continuidade da transferência de cargas na interface aço-concreto. Para este estudo foi adotado um conector do tipo parafuso estrutural, a fim de verificar a validade das expressões analíticas constantes na ABNT NBR 16239 (2013) e analisar o seu comportamento estrutural. Foram realizadas duas séries de ensaios experimentais de cisalhamento direto. Na primeira foram analisados protótipos de 1000 mm de comprimento, onde foi fixado o diâmetro externo do perfil tubular e variado a espessura, o diâmetro do parafuso, a resistência do concreto e a presença ou não de folga no furo. Para a segunda série foram analisados protótipos de 500 mm de comprimento com aplicação de graxa internamente no perfil tubular antes da concretagem e adicionalmente foi analisada também a influência do comprimento do conector e da presença de uma ou duas linhas de conectores. Da análise dos resultados observa-se que é viável a utilização desse tipo de conector, que as equações existentes para o dimensionamento dos mesmos estão muito conservadoras e uma nova equação é proposta fornecendo um valor de resistência mais próximo do real e que considera os efeitos de flexão e cisalhamento do conector.

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