Resistência ao cisalhamento longitudinal de lajes mistas modeladas em escala real considerando a geometria das mossas por meio do método dos elementos finitos

Resumo

Lajes com fôrmas metálicas utilizadas durante a concretagem são um sistema estrutural misto composto de aço e concreto. O modo de falha por cisalhamento horizontal é o mais comum em lajes mistas com bases em numerosos estudos experimentais. Esta falha consiste na perda de aderência e contato mecânico do sistema misto e, frequentemente, ocorre antes do sistema atingir sua capacidade máxima à flexão plástica. Assim, o projeto deste sistema construtivo é determinado pela sua resistência ao cisalhamento longitudinal, que pode ser determinada pelo método semiempírico convencional m-k com base no ensaio de flexão de quatro pontos proposto por diversas normas. Um dos fatores conhecidos de maior influência na resistência ao cisalhamento longitudinal é a geometria das mossas presentes na fôrma metálica. Simulações computacionais por meio do método dos elementos finitos calibradas com base em resultados experimentais podem ser uma alternativa à realização deste tipo de ensaio. O presente trabalho modificou e adaptou uma metodologia que inclui explicitamente a geometria das mossas na análise de modo a usar materiais e produtos com características disponíveis para os engenheiros estruturais do Brasil e usou esta metodologia para derivar coeficientes m-k. Isto foi feito com o objetivo de simular numericamente o efeito de parâmetros relevantes para determinar a resistência ao cisalhamento longitudinal na interface aço-concreto de lajes mistas. Gráficos de força versus deslocamentos foram obtidos e os valores dos coeficientes m-k foram comparados com aqueles de outros autores na literatura. As simulações apresentaram valores consistentes com a literatura e, em relação ao modo de ruptura por cisalhamento longitudinal, as simulações numéricas realizadas apresentaram resistências últimas com bom ajuste medido pelo coeficiente de determinação convencional chegando a um valor bom para a relação semiempírica utilizando os resultados dos dados de elementos finitos.

Palavras-chave:
lajes mistas; steel deck; cisalhamento longitudinal; análises numéricas; modelagem em elementos finitos