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. concreto frequentemente plástica Assim mk m k normas metálica mk. k. açoconcreto

Abstract Slabs with cast-in-place steel formwork are composite structural elements composed of concrete and steel. The horizontal shear failure mode is the most common in composite slabs based on numerous experimental studies. This failure mode consists of loss of adherence and mechanical contact at the interface of the composite system and often occurs before the system reaches its full bending capacity. Thus, the design of this constructive system is determined by the value of the longitudinal shear strength, which can be computed by the semi-empirical so-called traditional m-k method based on the four-point bending test proposed by several standards. One of the most known factors to influence the longitudinal shear strength is the geometry of embossments present in the steel work. Calibrated computational simulation using the finite element method can be an alternative way to simulate this type of test. The present work modified and adapted a methodology explicitly including the geometry of embossments in the analysis in order to use materials and products with characteristics available to structural engineers in Brazil and used this methodology to derive m-k coefficients. This is being made with the objective of numerically simulating the effect of relevant parameters for determining the longitudinal shear strength at the concrete-steel interface of composite slabs. Force versus slip, force versus displacement graphs were obtained and the m-k coefficient values found were compared with those of other authors in the literature. The simulations presented values consistent with the literature and in relation to the rupture mode by longitudinal shear, the numerical simulations performed presented ultimate strengths with goodness-of-fit measured by the conventional coefficient of determination, reaching a good value for the semi-empirical relation using the results of the finite element data. castinplace cast place studies capacity Thus semiempirical semi empirical socalled so called mk m k fourpoint four point standards coefficients concretesteel slip goodnessoffit goodness fit determination data

resumo: O concreto com agregado reciclado é um material frágil sob tensões de tração, no entanto, assim como o concreto convencional, é possível que, mesmo após sua fissuração, a sua contribuição seja relevante no dimensionamento de elementos de concreto armado sob tração ou flexão. O objetivo deste trabalho é avaliar a aplicação dos modelos analíticos usados na previsão do efeito do enrijecimento a tração (tension stiffening) ao concreto armado reciclado. Ensaios de tirantes de concreto armado foram realizados utilizando concreto convencional e concreto contendo 25% e 50% de substituição do agregado natural por agregado reciclado. A partir dos resultados experimentais, a contribuição do concreto foi isolada e um estudo paramétrico foi realizado para identificar qual modelo analítico existente na literatura pode ser mais apropriado. Foram avaliados os modelos propostos por Carreira e Chu (1986), Vecchio e Collins (1986) e Hsu e Mo (2010). Uma análise numérica baseada no método dos elementos finitos foi implementada para modelar o comportamento mecânico do tirante de concreto armado utilizando os modelos analíticos já ajustados ao concreto com agregado reciclado. A distribuição de tensões no aço e no concreto e o modo de fissuração foram avaliados numericamente. Os resultados indicam que os parâmetros utilizados nos modelos analíticos para concreto convencional não conseguem prever o comportamento do concreto com agregado reciclado e precisam ser modificados para se obter uma resposta mais precisa.

abstract: Concrete with recycled aggregate is a fragile material under tensile stresses. However, like conventional concrete, it is possible that its contribution is relevant in the design of reinforced concrete elements under tension or bending, even after cracking. The objective of this work is to evaluate the application of the analytical models used to predict the effect of tension stiffening on recycled reinforced concrete. Tests of reinforced concrete under tensile were performed using conventional concrete and concrete containing 25% and 50% replacement of the natural aggregate with recycled aggregate. From the experimental results of reinforced concrete, the contribution of the concrete was isolated and a parametric study was carried out to identify which analytical model in the literature may be more appropriate. The models proposed by Carreira and Chu (1986), Vecchio and Collins (1986) and Hsu and Mo (2010) were evaluated. A numerical analysis, based on the finite element method, was implemented to model the mechanical behavior of the reinforced concrete under tensile using the analytical models already adjusted to concrete with recycled aggregate. The stress distribution in steel and concrete and the cracking mode were evaluated numerically. The results indicate that the parameters used in the analytical models for conventional concrete cannot predict the behavior of concrete with recycled aggregate and need to be modified to obtain a more accurate answer.