Análise de confiabilidade de conectores de cisalhamento de estruturas mistas

Abstract

Estruturas mistas são aquelas compostas de dois ou mais materiais, em que se aproveita ao máximo a capacidade de cada um deles. Em especial, o uso de vigas mistas aço-concreto pode ser uma solução muito viável para alguns problemas de engenharia, pois a associação de um perfil metálico com a laje de concreto de um pavimento, em uma viga biapoiada, em que só haverá momentos positivos atuando nela, consegue aproveitar a excelente resistência à compressão do concreto e a ótima resistência à tração do aço. Entretanto, para que haja uma interação desejada entre esses dois materiais, a fim de que trabalhem em conjunto resistindo aos esforços de momento positivo, deve-se utilizar conectores de cisalhamento, que irão fazer a ligação entre o perfil metálico e a laje de concreto na interface dos dois elementos. Há diversos tipos de conectores já estudados atualmente, sendo o pino com cabeça, também conhecido como stud bolt, o mais largamente conhecido e utilizado. Contudo, devido a algumas de suas desvantagens e dificultados de execução, novos tipos de conectores surgem para tentarem melhorar o funcionamento da viga mista aço-concreto. Desta forma, busca-se estudar um novo tipo de conector de cisalhamento, desenvolvido por Barbosa (2016), em que se utilizam barras de aço usadas na construção civil, com uma técnica de aplicação simples e eficaz. Esse novo modelo de conector será avaliado a partir de uma análise de confiabilidade a partir do modelo FOSM (First Order Second Moment) e do método de simulação de Monte Carlo, em que se deseja obter o índice de confiabilidade e a probabilidade de falha para o uso deste conector, tendo como base dados experimentais para este trabalho. Além disso, buscouse comparar o desempenho desses conectores, apresentando uma relação gráfica da probabilidade de falha dos conectores de cisalhamento em função do número de conectores necessário. Dessa forma, pode-se observar que os novos conectores presentaram uma probabilidade de falha, no geral, menor que a do stud bolt, e os de 12,5mm obtiveram uma resistência maior que o do tipo pino com cabeça.