Análise teórico-experimental do uso de parafuso estrutural como conector de cisalhamento em pilar misto composto de perfil tubular preenchido com concreto.

Abstract

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.