ANÁLISE EXPERIMENTAL DE LAJE NERVURADA TRELIÇADA COM INCORPORAÇÃO DE FÔRMA INTERMITENTE EM PERFIL FORMADO A FRIO

bibo.pageEnd144
dc.contributor.advisor1Calenzani, Adenilcia Fernanda Grobério
dc.contributor.advisor1IDhttps://orcid.org/0000000209369950
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/9959808218883879
dc.contributor.authorCandido, Daniel Carvalho de Moura
dc.contributor.authorIDhttps://orcid.org/0000-0001-7902-5304
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/5243323210579974
dc.contributor.referee1Lima, Luciano Rodrigues Ornelas de
dc.contributor.referee1IDhttps://orcid.org/0000-0002-7332-3818
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/2151919861612154
dc.contributor.referee2Vianna, Juliana da Cruz
dc.contributor.referee2IDhttps://orcid.org/0000-0003-4922-813X
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/5925961851731596
dc.contributor.referee3Pilar, Ronaldo
dc.contributor.referee3IDhttps://orcid.org/0000000219062071
dc.contributor.referee3Latteshttp://lattes.cnpq.br/6669573444640365
dc.contributor.referee4Ferrareto, Johann Andrade
dc.contributor.referee4IDhttps://orcid.org/0000-0002-0824-6473
dc.contributor.referee4Latteshttp://lattes.cnpq.br/5815630372889928
dc.date.accessioned2024-05-30T00:49:25Z
dc.date.available2024-05-30T00:49:25Z
dc.date.issued2021-02-26
dc.description.abstractThe structural engineering market aims to solve a portion of infrastructure issues in society. As such, structural solutions are constantly developed to meet an everincreasing demand for controlling execution time, cost and environmental impact of business endeavors. In order to fulfil said demand, solutions for efficient floor systems that propose the use of intermittent steel formwork in the lower surface of a slab, which consists of uniformly spaced ribs. The space between ribs is filled by superposition of steel profiles or structurally inert elements, in similar fashion to reinforced concrete unidirectional ribbed slabs. This research investigates the flexural behavior of a trussed floor system called Trelifácil®, in which traditional precast reinforced concrete (RC) lattice joists are replaced with trussed rebar fastened inside a cold formed steel channel by uniformly distributed plastic spacers. The flexural strength was determined by means of a series of laboratory tests on full-scale specimens, considering constructions and serviceability phases. Two sets of four-point bending tests were conducted on specimens that represent the system during construction, one of which consisting of the isolated U channel profile and the other featured specimens with rebar trusses fastened to the profiles to evaluate the contribution of this element to the strength and flexural stiffness of the system during construction. The failure mode of the specimens was dependent on the proportion between the length with constant bending moment and the length of the specimens, as well as the relation between the latter and the width of the widest cross-section element. Among profile specimens, shorter lengths presented failure by distortion of the cross-section outside of the bending moment length, and medium lengths presented distortions at midspan and at the support, while longer specimens failed by cross-sectional distortions at midspan. The specimens featuring the U profile and truss presented similar dependency of the geometric properties, with shorter and medium lengths presenting different failure modes for the profile without loss of bearing capacity, until the definitive collapse, consisting of diagonal buckling of truss outside the length of constant bending moment. Long specimens exhibited failure by instability of the upper chord, immediately followed by distortion of the cross section at midspan. Furthermore, the bending moments equivalent to the maximum experimental loads obtained were compared with the characteristic resistance to bending moment obtained with the direct strength method and presented significant divergence. A third set of four-point bending tests were conducted on reinforced concrete slabs with incorporation of the Trelifácil® system to evaluate the contribution of each component to the strength and stiffness of the system during serviceability. Overall, all specimens presented failure by what could be classified as a plastic hinge inside the constant bending moment length and the registered slip between steel and concrete was not considerable. The maximum experimental loads observed presented similar value to an analytical proposal that considers the system as a reinforced concrete tee with the steel profile acting as additional positive steel reinforcement.
dc.description.resumoO mercado de engenharia estrutural vislumbra solucionar uma parcela dos problemas de infraestrutura da sociedade. Nesse tocante, são buscadas soluções estruturais que atendem exigências crescentes de controle de tempo, custo e impacto ambiental de empreendimentos. Visando a atender essas exigências, nas últimas décadas têm sido estudadas soluções para sistemas de piso eficientes que propõem utilizar fôrma de aço intermitente na superfície inferior da laje, composta por nervuras com incorporação de perfis de aço uniformemente espaçados. O espaçamento entre os perfis é preenchido pela sobreposição de perfis distintos ou por elementos inertes, de maneira análoga ao sistema de lajes nervuradas de vigotas de concreto armado. Neste trabalho, é investigado o comportamento à flexão de um sistema de lajes nervuradas treliçadas chamado Trelifácil®, no qual as vigotas tradicionais em concreto armado são substituídas por um perfil U enrijecido formado a frio acoplado à uma treliça de armadura, travada dentro do perfil por espaçadores plásticos uniformemente posicionados. Por meio de uma série de ensaios laboratoriais em escala real, foi determinada a resistência a momento fletor do sistema de lajes Trelifácil® nas fases de construção e de uso. Duas baterias de ensaios de flexão de 4 pontos foram realizadas com protótipos representativos da fase de construção, uma bateria com protótipos somente de perfis U e outra bateria com protótipos de perfil U acoplado a treliça de armadura para avaliar a contribuição da treliça na resistência e rigidez do sistema antes da cura. O modo de colapso dos protótipos dependeu da relação entre o vão de momento constante e o comprimento dos protótipos, bem como da relação entre o comprimento das peças e a largura do maior elemento da seção transversal. Dentre os protótipos de perfil, a falha ocorreu por flambagem distorcional fora do vão de momento constante nos protótipos mais curtos, com protótipos médios exibindo distorção das seções central e de apoio enquanto os protótipos longos colapsaram por distorção da seção central. A falha dos protótipos de treliça apresentou dependência similar das propriedades geométricas, com protótipos médios e curtos atingindo diferentes modos de colapso do perfil sem perderem a capacidade portante, até o colapso definitivo por instabilidade do fio diagonal das treliças fora do trecho de momento constante. Os protótipos longos exibiram colapso por instabilidade do fio superior, seguido imediatamente da flambagem distorcional do perfil no centro do vão livre. Adicionalmente, o momento equivalente à carga máxima observada nos protótipos longos sem treliça foi comparado com o momento resistente característico obtido com o método da resistência direta e apresentou discrepância considerável. Uma terceira bateria de ensaios de flexão de quatro pontos foi realizada com protótipos de laje concretados com o sistema Trelifácil® para avaliar a contribuição de cada um dos componentes na resistência e rigidez do sistema na fase de uso. De modo geral, todos os protótipos de lajes apresentaram falha pelo que aparenta ser a plastificação total da seção no trecho de momento constante e não houve deslizamento relativo considerável entre o concreto e o perfil de aço. Os valores registrados para carga de colapso foram próximos a previsão teórica de resistência da laje considerando o sistema como viga T e perfil de aço atuando como armadura positiva.
dc.description.sponsorshipFundação de Amparo à Pesquisa do Espírito Santo (FAPES)
dc.description.sponsorshipFundação Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
dc.formatText
dc.identifier.urihttps://dspace5.ufes.br/handle/10/14684
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.subjectLajes nervuradas treliçadas
dc.subjectPerfil U formado a frio
dc.subjectanálise experimental
dc.subjectflexão de quatro pontos
dc.subject.br-rjbnsubject.br-rjbn
dc.subject.cnpqEngenharia Civil
dc.titleANÁLISE EXPERIMENTAL DE LAJE NERVURADA TRELIÇADA COM INCORPORAÇÃO DE FÔRMA INTERMITENTE EM PERFIL FORMADO A FRIO
dc.title.alternativetitle.alternative
dc.typemasterThesis

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