Study of CA-50 steel rebar shear connector for steel-concrete composite beam

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2015.O emprego da tecnologia de estruturas mistas apresenta vantagens significativas para a indústria da construção civil, em relação ao comportamento estrutural, e também quanto a aspectos construtivos. Os conectores de cisalhamento desempenham papel fundamental na solidarização dos materiais, no caso deste desta pesquisa o aço e o concreto, e portanto na qualidade da ação conjunta dos mesmos. Neste trabalho é apresentado um conector de cisalhamento composto por barra de aço CA-50 dobrada em formato próximo ao de uma treliça ou dente de serra, soldado a viga metálica. Foi realizado um estudo prévio da solução construtiva em modelo de elementos finitos, para determinação de seu potencial como objeto de estudo experimental. O estudo numérico mostrou que os conectores treliçados de diâmetro nominal acima de 12,5 mm apresentam resistência superior ao stud bolt, conector tomado como referência por ser o mais largamente empregado. A ductilidade se mostrou bastante semelhante entre os conectores, como pode ser observado nas curvas carga-deslizamento. Este comportamento motivou o estudo experimental de push-out em laboratório de três modelos do conector treliçado com diâmetro de 12,5 mm, seguindo o procedimento descrito na norma europeia EN 1994-1-1:2004 onde constatou-se uma carga final de ruptura bastante elevada e um comportamento rígido da conexão.The employment of composite structures technology presents many advantages to the construction industry, regarding the structural behavior and also the building process. The shear connectors play a fundamental role, causing the different materials, in the case of this research the steel and the concrete, to respond together, and therefore also determine the quality of this conjunct behavior. In this work a shear connector built from a CA-50 type rebar bent in a lattice or saw tooth form and welded to the steel profile is presented for the first time. A previous numerical study was made using the Finite Elements Method (FEM) to assert the connector’s potential and to justify experimental tests. The numerical study showed that the lattice connectors with diameters above 12,5 mm in diameter reach a final bearing load higher than that of the stud bolt connector, taken as the control as it is the most widely used. All the connectors revealed a similar ductility, as can be seen in the load-slip graphics. This behavior motivated the experimental push-out tests of three 12,5 mm diameter rebar specimens, in accordance with the EN 1994-1-1:2004 european code, where a very high bearing load was observed, as well as a rigid behavior of the connection