Resumo Buscando compatibilizar as estruturas em perfil formado a frio com os sistemas de piso com pré-laje, foi proposta nesse trabalho uma alternativa de conector de cisalhamento para vigas mistas compostas por perfil formado a frio que visa maximizar a área disponível para apoio das pré-lajes durante o processo construtivo. Trata-se de um conector em chapa perfurada disposto longitudinalmente no centro da mesa superior do perfil. Para testar a solução proposta, foi realizado um trabalho experimental em que se submeteu à flexão uma viga de seção I composta por dois perfis U enrijecidos formados a frio conectada a uma laje de concreto armado através dos conectores propostos. Nestes ensaios foram medidos o deslizamento relativo entre o perfil de aço e o concreto, o deslocamento vertical da viga e as deformações em diversos pontos da seção mista. Analisando os resultados obtidos pôde-se concluir que o conector proposto consegue desempenhar a função de transferir o cisalhamento na interface dos componentes da seção mista apresentando resistência da mesma ordem que conectores usuais

Abstract In search of an improved compatibility between cold-formed steel profiles and precast floor systems, this study proposes an alternative shear connector for cold-formed steel-concrete composite beams. This connector consists of a steel plate with holes placed longitudinally in the middle of the upper flange of the steel profile, aiming to maximize the support area for precast slabs during the assembly. The proposed solution was experimentally tested on I-beams under bending, composed by two cold-formed steel channels, connected to a reinforced concrete slab by the shear connector. The relative slip between the steel profile and concrete, vertical deflection of the beam, and strains at several locations of the composite section were measured. The results show that the proposed connector assures shear transfer at the interface of the composite section components and shows strength of the same magnitude as other commonly used connectors.

Resumo Esse trabalho apresenta um estudo experimental com modelagem numérica de conectores Crestbond aplicados em pilares mistos preenchidos com concreto. O Crestbond, caracterizado por chapa de aço com recortes regulares trapezoidais e originalmente concebido para vigas mistas, é proposto como um elemento para introdução de carga e transferência de cisalhamento na interface aço-concreto de pilares mistos preenchidos com concreto. Os resultados alcançados nesse trabalho foram favoráveis à nova aplicação proposta para o conector, uma vez que foram obtidos valores elevados de resistência ao cisalhamento. Além disso, os resultados numéricos e experimentais permitiram análises comparativas e investigações acerca da influência das condições do concreto e da geometria da seção do pilar nas propriedades mecânicas do conector.

Abstract This paper presents an experimental study with numerical modeling of Crestbond shear connectors in concrete filled tube columns. The Crestbond, which consists in a steel plate with regular cuttings, was originally conceived for composite beams and is now being proposed as an alternative device for load introduction and shear transfer at the steel-concrete interface in concrete filled tube columns. The results achieved in this work were very favorable to the new application proposed for the connector as high values of shear strength were obtained. Moreover, the numerical and experimental results enabled comparative analysis and investigations regarding the influence of concrete conditions and the geometry of the column section on the mechanical properties of the connector.

RESUMO Este artigo apresenta uma série de resultados de ensaios experimentais executados em vigas mistas de aço tubulares retangulares preenchidas com concreto (VMPC) em larga escala para se estudar o comportamento à flexão pura. Inicialmente, foram realizados testes de concretagem em dois protótipos de 12 m de comprimento para se investigar a viabilidade executiva do preenchimento com concreto de tubos de aço retangulares em larga escala posicionados horizontalmente. Na sequência, seis protótipos de 6 m de comprimento foram submetidos ao ensaio de flexão, incluindo quatro VMPC retangulares e duas vigas puramente de aço tubulares retangulares (VA) para comparação. Os resultados dos ensaios mostraram que as VMPC retangulares apresentaram comportamento à flexão relativamente dúctil. O preenchimento de concreto melhorou o comportamento à flexão e o desempenho dos tubos de aço. Finalmente, a teoria rígido-plástica apresentou-se adequada para se estimar a capacidade resistente ao momento fletor de VMPC retangulares compactas.

ABSTRACT This paper presents a series of test results of large-scale rectangular concrete-filled steel tubular (CFST) beams to explore their performance under pure bending. Concrete-filling tests were initially carried out on two beam specimens of 12-m in length to investigate the feasibility of casting horizontally large-scale rectangular tubes. A total of six 6-m long specimens were subjected to flexural test afterward, including four CFST beams and two steel hollow section (SHS) beams for comparison. The test results showed that the rectangular CFST beams behaved in a relatively ductile manner. The concrete infilling enhanced the flexural behavior and performance of the steel tubes. Finally, the rigid-plastic theory showed suitable to predict the moment capacity of CFST compact beams.

Resumo O propósito deste trabalho é o desenvolvimento e implementação de um procedimento numérico voltado para o dimensionamento de pilares de concreto armado e pilares mistos de aço e concreto totalmente revestidos. Assim, foi desenvolvido um procedimento computacional para a determinação da capacidade resistente desses pilares, a partir do Método Geral adotado pela ABNT NBR 6118:2014. O programa emprega um processo iterativo a partir da integração das curvaturas ao longo do pilar, obtidas através da determinação da relação momento-curvatura da seção transversal pelo método de Newton-Raphson, com base em um modelo discreto de fibras. Diversos resultados numéricos e experimentais são utilizados em comparações para comprovação da eficácia do procedimento implementado.

Abstract The purpose of this work is the development and implementation of a numerical procedure for the design of reinforced concrete columns (RC) and composite columns with fully concrete encased steel I-section (SC). For this purpose, a computer program was developed to determine the load capacity of these columns, applying the General Method adopted by ABNT NBR 6118:2014. The program is based on an iterative process from integration of the curvatures along the column, obtained by determining the moment-curvature relationship of the cross section by the Newton-Raphson method. Several experimental and numerical results are compared to the program's to demonstrate the accuracy of the procedure.

O efeito de escala é uma questão relevante em estruturas de concreto, uma vez que influencia vários aspectos de análise, principalmente aspectos correlacionados com a resistência, fragilidade e ductilidade estrutural, energia e tenacidade à fratura, dentre outros. Além disto, cada vez mais, novas metodologias estão sendo desenvolvidas para avaliar campos de deslocamentos em estruturas. Neste trabalho uma avaliação experimental do efeito de escala é realizada, utilizando como ferramenta de medida a correlação de imagem digital (CID). Vigas de concreto, com três tamanhos distintos e com entalhes no meio do vão, foram ensaiadas por meio do esquema de flexão em três pontos. Os resultados encontrados permitem um melhor entendimento do efeito de escala e demonstram a eficiência da correlação de imagem digital na obtenção de medidas de deslocamentos.

Size effect is an important issue in concrete structures bearing in mind that it can influence many aspects of analysis such as strength, brittleness and structural ductility, fracture toughness and fracture energy, among others. Further this, ever more new methods are being developed to evaluate displacement fields in structures. In this paper an experimental evaluation of the size effect is performed applying Digital Image Correlation (DIC) technique to measure displacements on the surface of beams. Three point bending tests were performed on three different size concrete beams with a notch at the midspan. The results allow a better understanding of the size effect and demonstrate the efficiency of Digital Image Correlation to obtain measures of displacements.

This paper presents a finite element formulation for the numerical analysis of three-dimensional framed steel, reinforced concrete or composite steel and concrete structures subjected to fire. Several specialized and commercial programs may be used for the analysis of structures in fire condition. Within this context, the purpose of this work is to present the steps taken to extend a previously developed static analysis procedure with beam elements in order to cope with the thermal and structural analysis of structures under fire action. Physical nonlinearity and material property degradation considering the temperature distribution are taken into account at the cross section level, which is divided into quadrilateral or triangular finite elements. Thermal strains are considered through the effective strain concept, and the resulting nonlinear system of equations is solved by the Newton-Raphson scheme. The accuracy and capability of the formulation to simulate the behavior of framed structures under fire action are assessed through comparison with various numerical and experimental results.