On the composite behavior of a rebar truss ribbed slab with incorporated shuttering made of lipped channel section

bibo.pageEnd112
dc.contributor.advisor1Calenzani, Adenilcia Fernanda Groberio
dc.contributor.advisor1IDhttps://orcid.org/0000000209369950
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/9959808218883879
dc.contributor.authorFavarato, Lucas Fadini
dc.contributor.authorIDhttps://orcid.org/0000-0003-4793-6722
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/1129470652254297
dc.contributor.referee1Caldas, Rodrigo Barreto
dc.contributor.referee1IDhttps://orcid.org/0000-0002-0851-7632
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/1350181357119160
dc.contributor.referee2Azevedo, Macksuel Soares de
dc.contributor.referee2IDhttps://orcid.org/0000000330113420
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/6726295161401220
dc.contributor.referee3Pires, Juliana da Cruz Vianna
dc.contributor.referee3IDhttps://orcid.org/0000-0003-4922-813X
dc.contributor.referee3Latteshttp://lattes.cnpq.br/5925961851731596
dc.contributor.referee4Ferrareto, Johann Andrade
dc.contributor.referee4IDhttps://orcid.org/0000-0002-0824-6473
dc.contributor.referee4Latteshttp://lattes.cnpq.br/5815630372889928
dc.date.accessioned2024-05-30T00:50:04Z
dc.date.available2024-05-30T00:50:04Z
dc.date.issued2021-08-26
dc.description.abstractComposite slabs are high-performant structural elements made of concrete and of structural cold-formed steel sections, mechanically connected to grant the shear transfer between them. Furthermore, they play an important role in design of structures due to the dead load reduction as well as loads into foundations. On account of increased demand for industrialized systems for buildings, composite slabs can produce great impact in reduction of floor depth while spanning longer to meet architectural needs for column-free areas. In this context, a novel system was recently released in the market as an optimized version of the reinforced concrete ribbed slabs, although made of a cold-formed steel lipped channel section as permanent shuttering fastened to a rebar truss through uniformly distributed plastic connectors. Likewise, light filling blocks usually made in Expanded Polystyrene are employed between ribs to reduce dead loads. However, the shear behavior between shuttering and concrete at bottom ribs had not been fully investigated through full-scale experiments, reason why it’s still designed as a non-composite system. Data found in the literature has evidenced fullinteraction between both structural materials when tested with span of 2500 𝑚𝑚 and shear span of 625 𝑚𝑚 (𝐿/4), although it’s insufficient to draw a safe conclusion regarding its shear behavior. As such, this research expanded the aforementioned test scope to include extra fourpoint bending tests according to the EN 1994-1-1 (CEN, 2004) with same span of 2500 𝑚𝑚, however with a larger shear span of 833 𝑚𝑚 (𝐿/3). Additionally, reinforced concrete slabs with same dimensions and without the steel shuttering were cast and tested under identical conditions to quantify the formwork contribution to the slab strength. It was observed that the lipped channel steel profile fully interacted with concrete with no end-slips, which has increased the characteristic bending resistance in more than 80% while soaring the ductility in five times when compared to the concrete slabs without the steel shuttering. Finally, seven models found in the literature to calculate the effective moment of inertia were compared with testing results, from which the cracked stiffness approach yielded to best results.
dc.description.resumoAs lajes mistas são elementos estruturais de alto desempenho feitos de concreto e de perfis estruturais de aço formados a frio, conectados mecanicamente para garantir a transferência de cisalhamento entre eles. Além disso, desempenham um papel importante no projeto de estruturas devido à redução da carga permanente, bem como das cargas nas fundações. Devido ao aumento da demanda por sistemas industrializados para edifícios, as lajes mistas podem produzir grande impacto na redução da profundidade do piso, ao mesmo tempo que se estendem por mais tempo para atender às necessidades arquitetônicas de áreas sem pilares. Neste contexto, um novo sistema foi recentemente lançado no mercado como uma versão otimizada das lajes nervuradas de concreto armado, embora constituídas por uma seção de canal de aço moldado a frio como cofragem permanente fixada a uma treliça de vergalhão através de conectores plásticos uniformemente distribuídos. Da mesma forma, blocos leves de enchimento geralmente feitos de Poliestireno Expandido são empregados entre as nervuras para reduzir cargas permanentes. No entanto, o comportamento ao cisalhamento entre a cofragem e o concreto nas nervuras inferiores não foi totalmente investigado através de experimentos em escala real, razão pela qual ainda é projetado como um sistema não compósito. Os dados encontrados na literatura evidenciam interação completa entre ambos os materiais estruturais quando testados com vão de 2500 𝑚𝑚 e vão de cisalhamento de 625 𝑚𝑚 (𝐿/4), embora sejam insuficientes para tirar uma conclusão segura quanto ao seu comportamento ao cisalhamento. Como tal, esta pesquisa expandiu o escopo de teste acima mencionado para incluir testes extras de flexão de quatro pontos de acordo com a EN 1994-1-1 (CEN, 2004) com o mesmo vão de 2500 𝑚𝑚, porém com um vão de cisalhamento maior de 833 𝑚𝑚 (𝐿/3 ). Além disso, lajes de concreto armado com as mesmas dimensões e sem cofragem metálica foram moldadas e ensaiadas em condições idênticas para quantificar a contribuição da fôrma para a resistência da laje. Observou-se que o perfil de aço do canal com rebordo interagiu totalmente com o concreto sem deslizamentos, o que aumentou a resistência característica à flexão em mais de 80% e aumentou a ductilidade em cinco vezes quando comparado às lajes de concreto sem cofragem metálica. Por fim, sete modelos encontrados na literatura para cálculo do momento de inércia efetivo foram comparados com resultados de ensaios, dos quais a abordagem de rigidez fissurada apresentou melhores resultados.
dc.description.sponsorshipFundação Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
dc.formatText
dc.identifier.urihttps://dspace5.ufes.br/handle/10/15168
dc.languagepor
dc.publisherUniversidade Federal do Espírito Santo
dc.publisher.countryBR
dc.publisher.courseMestrado em Engenharia Civil
dc.publisher.departmentCentro Tecnológico
dc.publisher.initialsUFES
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Civil
dc.rightsopen access
dc.subjectLaje mista com vigotas treliçadas
dc.subjectdesign de interação completo
dc.subjectperfilado em aço em fôrma de u
dc.subjectteste de flexão em quatro pontos
dc.subjectmomento efetivo de inércia
dc.subjectcisalhamento longitudinal
dc.subject.br-rjbnsubject.br-rjbn
dc.subject.cnpqEngenharia Civil
dc.titleOn the composite behavior of a rebar truss ribbed slab with incorporated shuttering made of lipped channel section
dc.title.alternativetitle.alternative
dc.typemasterThesis

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