O trabalho realizado para o estudo deste novo tipo de conector, denominado conector treliçado, permitiu concluir que este conector, de fácil produção e aquisição, apresenta considerável resistência mecânica, sendo de larga aplicabilidade em projetos de engenharia civil, representando uma solução construtiva e estrutural para as mais diversas aplicações no uso de estruturas mistas. A seguir serão resumidas as conclusões alcançadas através deste estudo.
6.1 CONCLUSÕES DO ESTUDO NUMÉRICO
O estudo numérico foi realizado através do método dos elementos finitos com a finalidade de obter parâmetros e resultados que justificassem um estudo experimental do conector treliçado, e que fundamentassem a escolha da bitola a ser ensaiada. Este estudo permitiu extrair, no entanto, diversas outras informações sobre o possível comportamento deste conector:
O comportamento do conector treliçado quanto ao deslizamento vertical se mostrou bastante análogo e próximo ao do stud bolt;
O conector treliçado de 10 mm apresentou carga resistente final 1.15% inferior a carga resistente do stud. Os conectores treliçados de 12,5 mm e 16 mm apresentaram cargas finais 4,29% e 10,21% maiores, respectivamente, que a do stud bolt.
O deslizamento vertical dos conectores treliçados em relação ao stud bolt para uma carga de 10 tf foi 6% maior para a bitola de 10 mm; para as bitolas de 12,5 mm e 16 mm, foram 9% e 29% menores, respectivamente.
Os conectores superiores, no modelo push-out, são os mais solicitados.
O conector stud bolt apresentou menor concentração de tensões na mesa do perfil metálico, mas com maior deslizamento vertical em relação aos treliçados.
Quanto maior a bitola do conector treliçado, maior a transferência de esforços para a mesa pela maior rigidez da ligação, menor o esforço absorvido pelo conector e menores os deslizamentos verticais da laje. Assim, para bitolas menores, há maior concentração de esforços no conector e menor concentração na mesa.
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Os conectores treliçados funcionam com a haste diagonal comprimindo a mesa e a haste vertical tracionando-a.
O ensaio numérico creditou o conector treliçado a ser ensaiado experimentalmente. Escolheu-se a bitola de 12,5 mm, por ser ligeiramente mais resistente que o stud bolt, conquanto com um valor bastante próximo.
6.2 CONCLUSÕES DO ENSAIO EXPERIMENTAL
O ensaio experimental do conector treliçado de 12,5 mm tinha por objetivo permitir qualificar o conector de acordo com a norma europeia EN 1994-1-1:2004 quanto a sua resistência característica de projeto e quanto a sua ductilidade, além da determinação de outras características gerais acerca do seu comportamento. Foram obtidas as seguintes conclusões deste trabalho experimental:
A resistência última do modelo de push-out, com os 8 conectores treliçados de 12,5 mm foi de 133,57 tf, o que corresponde a 16,70 tf por conector, 39 % maior que a resistência obtida no ensaio numérico, de 12,00 tf.
O procedimento de cálculo da resistência de projeto pela norma EN 1994-1- 1:2004 leva ao valor do 𝑃𝑅𝑑 de 8,62 tf, bastante próximo do conector stud bolt, com resistência de projeto calculada analiticamente em 9,07 tf.
Embora tenha sido possível realizar o alívio de carga de 20% desde a carga de ruptura para apenas um dos três modelos, para se chegar ao valor da capacidade de deslizamento 𝛿𝑢, chegou-se ao valor de 5,27 mm. Isto levaria a classificação
deste conector como rígido pela norma.
Por um lado, por ser rígido, o conector treliçado não pode ser considerado com uma deformação plástica ideal na ruptura, mas por outro, pode apresentar melhor comportamento à fadiga.
O conector treliçado de 12,5 mm possui uma resistência ao uplift superior ao stud bolt; superior ao conector ‘V’ de espessura 2,65 mm e próximo aos conectores ‘V’ de 3,75 mm e 4,75 mm, ensaiados por Cavalcante (2010)
Os conectores treliçados são solicitados à flexo-compressão, com a sua ruptura se dando geralmente por tração na base da haste vertical, quando a solda é suficientemente resistente.
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6.3 CONCLUSÕES GERAIS
O conector treliçado de 12,5 mm, através de ensaio experimental, se mostrou uma alternativa bastante viável do ponto de vista do comportamento estrutural, uma vez que tem uma considerável resistência à separação da laje em relação ao perfil, o uplift, e um elevado valor de resistência última ao cisalhamento para um diâmetro reduzido, de 12,5mm, superior ao stud bolt de 19 mm ensaiado por Cavalcante (2010). Este conector também foi caracterizado como um conector rígido, o que o torna bom candidato ao emprego em estruturas muito sujeitas a cargas cíclicas como pontes por exemplo, uma vez que deve apresentar bom comportamento à fadiga, embora não possa ser considerado como plastificado de forma ideal em um cálculo de resistência última.
O conector treliçado, através deste trabalho, aparece como uma nova possibilidade de conexão em lajes mistas de aço-concreto, com diversas vantagens na aplicação prática em obra. Em primeiro lugar, o material que o constitui é facilmente encontrado no mercado especializado em construção civil. Depois, seu processo de fabricação é bastante simples, podendo ser executado por qualquer profissional armador com um mínimo de experiência junto à um operador de solda. Esta solda, por sinal, pode ser executada com eletrodos e máquinas comuns, sem a necessidade de aluguel de equipamentos específicos e muitas vezes onerosos que demandem considerável consumo de energia.
Por estas razões, o conector treliçado pode ser considerado uma solução não somente para obras de arte, mas principalemente para a habitação popular, embora necessite de estudos mais aprofundados.
6.4 SUGESTÕES PARA TRABALHOS FUTUROS
Como sugestões para o desenvolvimento de trabalhos futuros com o conector treliçado ressaltam-se os seguintes:
Realizar ensaios de push-out com outras 2 ou mais bitolas, além do conector stud bolt, para poder ter uma boa base de comparação.
Desenvolver fórmula analítica para o cálculo da resistência do conector treliçado.
Realizar ensaios em vigas bi-apoiadas com esforços solicitantes reais de flexão no conector, ao invés de somente o esforço cisalhante direto do ensaio push-out.
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Utilizar mecanismo de aplicação de carga por controle de deformação para facilitar o alívio de carga após a ruptura, melhorando o parâmetro de capacidade de deslizamento do conector.
Realizar estudo experimental a respeito das forças de atrito e de coesão entre o aço e o concreto.
Realizar estudos com variações de altura e ângulos de dobramento dos conectores treliçados, buscando uma alternativa otimizada.
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