Blocos sobre estacas

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ISSN 1809-5860

UMA CONTRIBUIÇÃO AO ESTUDO DE VIGAS
MISTAS AÇO-CONCRETO SIMPLESMENTE
APOIADAS EM TEMPERATURA AMBIENTE E EM
SITUAÇÃO DE INCÊNDIO
Larissa Degliuomini Kirchhof 1 & Jorge Munaiar Neto 2

Resumo

A utilização do elemento estrutural viga mista aço-concreto, que consiste da associação
de vigas de aço (perfil do tipo I) com lajes de concreto (maciça ou com forma de açoincorporada), têm sido considerável nas obras de engenharia civil, tanto no contexto
mundial como no Brasil. Parte da eficiência desse elemento estrutural está diretamente
relacionada ao trabalho em conjunto de ambos os materiais, ou seja, do tipo de
interação entre o aço e o concreto. Para um comportamento estrutural adequado das
vigas mistas, essa interação é garantida por meio de elementosmetálicos denominados
conectores de cisalhamento, cujas principais funções consistem em transferir forças de
cisalhamento longitudinais do concreto para o aço na interface entre laje e viga, bem
como impedir a separação vertical entre laje de concreto e perfil metálico, movimento
conhecido como “uplift”. Nesse sentido, o presente trabalho tem como principal
objetivo pesquisa com base em referênciasbibliográficas sobre o assunto vigas mistas,
bem como é proposta a elaboração de um modelo numérico tridimensional para viga
mista, com vistas a simular satisfatoriamente seu comportamento estrutural, em
temperatura ambiente e em situação de incêndio, cujos resultados serão comparados
com valores, obtidos numérica e experimentalmente, extraídos de trabalhos
apresentados por outrospesquisadores. Para a modelagem numérica, utilizou-se o
código de cálculo ABAQUS ® 6.3-1, elaborado com base nos Métodos dos Elementos
Finitos (MEF).
Palavras-chave: Estruturas mistas; vigas mistas aço-concreto; análise numérica;
incêndio.

1

INTRODUÇÃO

Os sistemas estruturais mistos têm sido bastante utilizados em obras ligadas
à construção civil (por exemplo, edifícios comerciais eindustriais), tanto no contexto
mundial como no Brasil. Podem ser citados como exemplos as lajes mistas açoconcreto (lajes de concreto com fôrma de aço incorporada), os pilares mistos açoconcreto (pilares de aço protegidos ou preenchidos com concreto) e as vigas mistas
aço-concreto (lajes de concreto sobre vigas de aço).
1
2

Mestre em Engenharia de Estruturas - EESC-USP, lari.dk@terra.com.br
Professordo Departamento de Engenharia de Estruturas da EESC-USP, jmunaiar@sc.usp.br

Cadernos de Engenharia de Estruturas, São Carlos, v. 7, n. 25, p. 1-31, 2005

2

Larissa Degliuomini Kirchhof & Jorge Munaiar Neto

No contexto mundial, estudos referentes aos sistemas compostos tiveram seu
início antes da primeira grande guerra, na Inglaterra, com base em uma série de
ensaios para pisos.Entre 1922 e 1939, foram construídos edifícios e pontes que
adotavam o sistema de vigas compostas (MALITE, 1990). Vale mencionar ainda que,
entre os anos de 1920 e 1958, muitas pesquisas foram desenvolvidas e publicadas,
com referência ao comportamento estrutural de vigas mistas aço-concreto, em países
como Estados Unidos, Inglaterra, Canadá, entre outros, abordando inclusive estudos
comreferência aos efeitos da temperatura, no ano de 1950, desenvolvidos por
Hirschfeld na Alemanha (VIEST, 1960).
No Brasil, por sua vez, entre 1950 e 1960 a construção mista limitou-se a
alguns edifícios e pequenas pontes. A partir da década de 70 e início da década de
80, a utilização do sistema misto praticamente ficou estagnada, dando-se maior
preferência pelo uso do concreto armado e do concretoprotendido nas edificações
correntes (MALITE, 1993).
Atualmente, com o aumento da produção de aço no Brasil e visando novas
soluções arquitetônicas
e
estruturais, sua
utilização
vem
crescendo
consideravelmente na construção de edifícios industriais, comerciais, pontes, etc.
A utilização deste sistema é viável e de grande vantagem, pois como se sabe
o aço apresenta uma boa resposta aos...
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