Numerical and experimental analysis of dowel action on massive reinforced concrete slabs

In this work, the behavior of slabs subjected to shear force focusing on the dowel action was studied. It is known that the dowel action is one of the mechanisms resistant to shear strength. In this sense, numerical modeling was performed using ANSYS® software, varying the parameters that according to the literature influence the shearing strength, in this way 27 models were performed varying: height, rate of reinforcement, compressive strength of concrete (fck) and parameter αA. This parameter which is a coefficient which allows consider or not the transfer of shear in the crack, because the dowel action is the shear strength that longitudinal reinforcement possesses through a crack. After the modeling by performing a statistical analysis ANOVA and by means of ratio f, it was defined which parameter was influent in the shear strength of the slab. To complement the numerical data, the experimental program was started, in which the assembly of the formwork, reinforcement, steel tensile test, Young modulus test, concrete tensile and compression test were performed. The research aims to evaluate which are the parameters that interfere in the shear force resistance and the dowel action, compare numerical, experimental and normative data to better understand the equations and later define which part of the shear force was related to the phenomenon. There is a test proposal for analysis of the dowel action and the isolated shear strength mechanisms. The results of the shear test slabs and the dowel action test samples were promising for normative parameters (equations and parameter K), rupture modes, displacement analysis, concrete and steel deformations, cracking pattern, among other analyzes.CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível SuperiorDissertação (Mestrado)Neste trabalho, estudou-se o comportamento de lajes submetidas à força cortante com foco no efeito de pino. Sabe-se que o efeito de pino é um dos mecanismos resistentes à força cortante. Nesse sentido, foram realizadas modelagens numéricas por meio do software ANSYS® variando os parâmetros que, segundo a literatura, influenciam a resistência a força cortante; dessa maneira foram realizadas 27 modelagens variando altura, taxa de armadura, resistência característica do concreto à compressão (fck) e o parâmetro αA. Este coeficiente permite considerar ou não a transferência de tensões de cisalhamento na fissura, pois o efeito de pino é a resistência à força cortante que armadura longitudinal possui por meio de uma fissura. Após as modelagens foi realizada uma análise estatística ANOVA e, por meio do índice f, foi definido quais parâmetros foram mais influentes na resistência à força cortante da laje. Para complementar os dados numéricos, foi iniciado o programa experimental, na qual foi realizada a montagem das fôrmas, armaduras, ensaio de tração no aço, ensaio de módulo de elasticidade, tração e compressão do concreto. A pesquisa visa avaliar quais são os parâmetros que interferem na resistência à força cortante e no efeito de pino; comparar dados numéricos, experimentais e normativos para compreender melhor as equações e posteriormente definir qual parcela da força cortante é referente ao fenômeno. Há uma proposta de ensaio para análise do efeito de pino e dos mecanismos de resistência à força cortante isolados. Os resultados das lajes no ensaio de cisalhamento e dos corpos de prova no ensaio de efeito de pino foram promissores quanto a fornecer parâmetros normativos (equações e parâmetro K), modos de ruptura, análise de deslocamentos, deformações no concreto e nas barras de aço, panorama de fissuração, entre outras análises