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Type: TESE DIGITAL
Title: Análise da resistência e do comportamento estrutural de parafusos de aço submetidos ao esforço de cisalhamento em temperaturas elevadas
Title Alternative: Analysis of the strength and the structural behavior of steel bolts subjected to shear loading under high temperatures
Author: Peixoto, Rafaela Matiazzo, 1990-
Advisor: Vieira Junior, Luiz Carlos Marcos, 1982-
Abstract: Resumo: Os parafusos utilizados em ligações metálicas são submetidos essencialmente a esforços de tração e cisalhamento, assim como a combinação dessas solicitações. Sob elevadas temperaturas, parafusos estruturais de aço têm suas propriedades degradadas, e consequentemente, perda da capacidade resistente. Estas características são importantes para avaliar o comportamento global de um sistema estrutural, sendo assim necessário compreender o comportamento de todos os elementos, inclusive as ligações. As normas de dimensionamento de estruturas metálicas abordam a verificação da resistência de parafusos quando solicitados à temperatura ambiente. No entanto, somente um método prescritivo, baseado em tabelas geradas a partir de ensaios laboratoriais com detalhamentos conhecidos e padronizados, está disponível para verificar ligações metálicas em altas temperaturas. Desta forma, parafusos ASTM A325 e ASTM A490 com diâmetros de 19mm, 22mm e 25mm foram submetidos ao esforço de cisalhamento e ensaiados segundo a metodologia denominada como campo térmico estacionário; os ensaios foram conduzidos à temperatura ambiente, 200?C, 400?C, 500?C e 600?C. A partir dos resultados experimentais é possível concluir que a resistência ao cisalhamento dos parafusos permanece constante até 200 ?C e apresenta queda acentuada na resistência após essa temperatura. No entanto, para qualquer incremento de temperatura há um aumento da deformação. Este trabalho visa apresentar esta caracterização paramétrica, baseada nos resultados de 92 ensaios. Também é apresentado um estudo dos resultados dos ensaios com base na técnica de simulação analítica baseada em componentes; esse estudo, com base em coeficientes determinados analiticamente, permite reproduzir os dados experimentais e analisar tendências de mudança do comportamento estrutural de parafusos de aço submetidos a esforço de cisalhamento sob temperaturas elevadas

Abstract: Steel bolts used in steel-building connections are essentially submitted to tension and shear forces, as well as a combination of both. Under high temperatures, structural bolts have its properties degraded, and consequently, loss of load capacity. These characteristics are important to evaluate the overall behavior of a structural system, so it is necessary to understand the behavior of all elements, including the connections. Most steel design codes include a verification of the bolt resistance when loaded at room temperature. However, only a prescriptive method, based on tables created from laboratory testing with known and standardized detailing, is available to verify bolted-steel connections loaded under high temperatures. Thus, shear-loading steady-state tests were performed for 19mm, 22mm and 25mm diameter bolts (ASTM A325 and ASTM A490) under: room temperature, 200?C, 400?C, 500?C and 600?C. From the experimental results, it¿s possible to conclude that up to 200?C, the shear strength of the bolts remains constant, but there is an increase in the connection deformation due to an increase in the testing temperature. As for temperatures above 200?C, there is a clear decrease in strength, as well as, an increase in the connection deformation at failure load. This work aims to present this parametric characterization, based on the results of 92 tests. It also presents a study of the test results based on the component-based model; this study, based on analytically determined coefficients, allows to reproduce the experimental data and to analyze the bolt¿ steel structural behavior subjected to shear stress under high temperatures
Subject: Incêndios
Ligações metálicas
Parafusos
Cisalhamento
Editor: [s.n.]
Date Issue: 2017
Appears in Collections:FEC - Dissertação e Tese

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