Avaliação de pisos mistos de seção Pi formados por vigas de madeira lamelada colada e concreto
| Ano de defesa: | 2025 |
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| Tipo de documento: | Dissertação |
| Tipo de acesso: | Acesso aberto |
| Idioma: | por |
| Instituição de defesa: |
Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
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| Programa de Pós-Graduação: |
Não Informado pela instituição
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| Departamento: |
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| País: |
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| Palavras-chave em Português: | |
| Link de acesso: | https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18134/tde-06062025-075713/ |
Resumo: | Os sistemas mistos TCC (Timber Concrete Composite) combinam madeira e concreto e são amplamente utilizados como elementos de piso na construção civil. Destacam-se pela capacidade de vencer grandes vãos, pelo bom desempenho acústico e térmico e pelos benefícios sustentáveis da madeira, material renovável e de menor impacto ambiental em comparação com o aço e o concreto. Neste trabalho, investigou-se o recuo das vigas de madeira lamelada colada (MLC), criando abas de concreto como apoio para o elemento misto, em vez de apoios diretos sob as vigas de MLC. Esta solução facilita a montagem das peças e reduz o pé-direito dos pavimentos e a altura dos edifícios. A pesquisa avaliou experimentalmente a resistência e a rigidez efetiva de elementos mistos de MLC e concreto, com seção em Pi. Foram empregados dois tipos de sistemas de ligação: um com colagem de chapas expandidas e outro com entalhes circulares inclinados com vergalhões de aço colados. O comportamento das conexões foi analisado por ensaios de cisalhamento em doze corpos de prova, seis para cada tipologia, determinando o módulo de deslizamento e a resistência. Além disso, foram produzidos dois pisos mistos em escala real para cada tipologia de conexão e ancoragem de ponta. As peças fabricadas foram submetidas a ensaios de flexão a quatro pontos até a ruptura. Os ensaios de cisalhamento mostraram que, embora a conexão com chapa expandida tenha menor resistência, obtiveram maior rigidez. Essa conexão também resultou nos maiores valores de rigidez efetiva global para os pisos mistos. Os modos de ruptura das peças em escala real foram semelhantes entre as conexões, indicando falha por cisalhamento da aba de concreto. Em comparação com os resultados experimentais, a análise pelo método Gama revelou divergências nos valores de rigidez à flexão efetiva, mas melhor desempenho na distribuição das tensões na conexão com chapas expandidas. Com a ausência de normativas específicas para esses elementos, os resultados obtidos fornecem subsídios para os profissionais da área de estruturas mistas de madeira e concreto, contribuindo para o emprego mais seguro de edificações mais sustentáveis. |
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Avaliação de pisos mistos de seção Pi formados por vigas de madeira lamelada colada e concretoEvaluation of Pi-section composite floors made of glued laminated timber beams and concretecomposite structuresconexões de cisalhamentoeffective bending stiffnessestruturas mistasglulammadeira lamelada coladaPi sectionrigidez à flexão efetivaseção Pishear connectionsOs sistemas mistos TCC (Timber Concrete Composite) combinam madeira e concreto e são amplamente utilizados como elementos de piso na construção civil. Destacam-se pela capacidade de vencer grandes vãos, pelo bom desempenho acústico e térmico e pelos benefícios sustentáveis da madeira, material renovável e de menor impacto ambiental em comparação com o aço e o concreto. Neste trabalho, investigou-se o recuo das vigas de madeira lamelada colada (MLC), criando abas de concreto como apoio para o elemento misto, em vez de apoios diretos sob as vigas de MLC. Esta solução facilita a montagem das peças e reduz o pé-direito dos pavimentos e a altura dos edifícios. A pesquisa avaliou experimentalmente a resistência e a rigidez efetiva de elementos mistos de MLC e concreto, com seção em Pi. Foram empregados dois tipos de sistemas de ligação: um com colagem de chapas expandidas e outro com entalhes circulares inclinados com vergalhões de aço colados. O comportamento das conexões foi analisado por ensaios de cisalhamento em doze corpos de prova, seis para cada tipologia, determinando o módulo de deslizamento e a resistência. Além disso, foram produzidos dois pisos mistos em escala real para cada tipologia de conexão e ancoragem de ponta. As peças fabricadas foram submetidas a ensaios de flexão a quatro pontos até a ruptura. Os ensaios de cisalhamento mostraram que, embora a conexão com chapa expandida tenha menor resistência, obtiveram maior rigidez. Essa conexão também resultou nos maiores valores de rigidez efetiva global para os pisos mistos. Os modos de ruptura das peças em escala real foram semelhantes entre as conexões, indicando falha por cisalhamento da aba de concreto. Em comparação com os resultados experimentais, a análise pelo método Gama revelou divergências nos valores de rigidez à flexão efetiva, mas melhor desempenho na distribuição das tensões na conexão com chapas expandidas. Com a ausência de normativas específicas para esses elementos, os resultados obtidos fornecem subsídios para os profissionais da área de estruturas mistas de madeira e concreto, contribuindo para o emprego mais seguro de edificações mais sustentáveis.Timber Concrete Composite (TCC) systems combine timber and concrete and are widely used as flooring elements in civil construction. They stand out for their ability to span long distances, for their good acoustic and thermal performance, and for the sustainable benefits of timber, a renewable material with a lower environmental impact compared to steel and concrete. This study investigated the recessing of glued laminated timber (glulam) beams, creating concrete ledges to support the composite element instead of placing supports directly under the glulam beams. This solution facilitates the assembly of the components and reduces both the floor-to-floor height and the overall building height. The research experimentally evaluated the strength and effective stiffness of composite elements made of glulam and concrete with a Pi-shaped cross-section. Two types of connection systems were used. One used bonded expanded metal mesh and the other used inclined circular notches with bonded steel bars. The behavior of the connections was analyzed through shear tests on twelve specimens, six for each connection type, to determine the slip modulus and shear strength. In addition, two full-scale composite floor elements were produced for each type of connection and end anchorage. The specimens were tested under four-point bending until failure. The shear tests showed that although the connection with expanded metal mesh had lower strength, it presented higher stiffness. This connection also resulted in the highest values of global effective stiffness for the composite floors. The failure modes of the full-scale specimens were similar between connection types, indicating failure by shear in the concrete ledge. When compared with the experimental results, the analysis using the Gamma method showed discrepancies in the values of effective bending stiffness but demonstrated better stress distribution in the connection with expanded metal mesh. Given the absence of specific design codes for these elements, the results obtained provide valuable information for professionals working with timber and concrete composite structures and contribute to the safer application of more sustainable building systems.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPMolina, Julio CesarGarcia de Souza, Mileny Suellen 2025-04-24info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18134/tde-06062025-075713/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPLiberar o conteúdo para acesso público.info:eu-repo/semantics/openAccesspor2025-06-09T14:50:05Zoai:teses.usp.br:tde-06062025-075713Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212025-06-09T14:50:05Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false |
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