Avaliação do comportamento mecânico ao cisalhamento de conectores de barras de aço com ganchos em vigas mistas de madeira laminada colada e concreto

O principal objetivo deste trabalho foi propor um corpo de prova de referência para o ensaio de cisalhamento de conectores tipo pinos, em estruturas mistas de madeira e concreto armado. Para isto, foram executados ensaios de arrancamento de barras de aço em CPs de madeira, arrancamento de barras de aço em CPs de concreto, ensaios de cisalhamento e de flexão em vigas mistas. Os ensaios de arrancamento foram executados com as seguintes finalidades: definir qual adesivo seria adotado para a colagem dos conectores, avaliar a influência do diâmetro do furo na resistência ao arrancamento da barra na madeira e comparar as resistências ao arrancamento das barras de aço no concreto e na madeira. Os ensaios de cisalhamento (push-out) foram executados para se avaliar a influência da configuração do corpo de prova (concretomadeira-concreto CMC ou madeira-concreto-madeira MCM) nos resultados de resistência e de módulo de deslizamento do conector. Também comparou-se o comportamento dos conectores, nos ensaios de cisalhamento, com o comportamento dos mesmos nos ensaios de flexão de vigas mistas. Além disto, os valores experimentais de resistência e de módulo de deslizamento da conexão foram comparados com valores teóricos, calculados segundo expressões propostas por normas técnicas e por alguns pesquisadores. Os conectores utilizados foram barras de aço nervuradas de 8,0, 10,0 e 12,5 mm tipo CA-50 e a madeira utilizada foi laminada colada de Eucalyptus Grandis.Os adesivos adotados foram à base de resina epóxi com as seguintes denominações: Scuna 5100, Scuna massa para filetagem com microfibra vegetal (MFM), massa epóxi de dois componentes (ME) e adesivo epóxi de dois componentes A313. Os concretos foram dosados para uma resistência característica à compressão (fck) de 25 MPa, aos 28 dias de idade, e possuíram uma armadura composta por barras de aço CA-50, com diâmetros de 6,3 mm. Nos ensaios de arrancamento, os resultados indicaram que o adesivo 5100 apresentou o melhor desempenho e que as variações adotadas para o diâmetro do furo não mostraram influência significativa no valor da resistência ao arrancamento. Além disto, as barras coladas na madeira, utilizando-se os adesivos 5100, MFM e ME, apresentaram maior resistência ao arrancamento que as barras ancoradas no concreto. Nos ensaios de cisalhamento, a configuração do CP (MCM ou CMC) influenciou nos valores de resistência e de módulo de deslizamento de um mesmo conector. Nos ensaios de flexão, os valores de módulo de deslizamento da conexão foram muito diferentes daqueles determinados nos ensaios de cisalhamento. Uma aproximação razoável, entre os valores teóricos e experimentais de resistência da conexão, foi obtida adotando-se o modelo teórico para peças de madeira e chapas finas de aço, proposto pelo EUROCODE 5. Quanto ao módulo de deslizamento da conexão,também foi obtida uma boa aproximação entre os valores experimentais e os teóricos. O corpo de prova que melhor representou os valores de resistência e de rigidez, experimentais e teóricos, das ligações estudadas, foi do tipo CMC. No entanto, as características geométricas desse CP respeitaram as disposições mínimas, prescritas nas normas de projeto, para possibilitar a avaliação do comportamento do conector, sem a ruptura prematura do concreto ou da madeira.The main objective of this work was to propose a reference specimen for the push-out test of rod-type fasteners in timber-concrete connections. The following experimental tests have been performed in order to achieve the goals of this research: pull-out tests of bonded-in steel rods in wood specimens, pull-out tests of bonded-in steel rods in concrete specimens, push-out tests and bending tests in timber-concrete compositebeams. The pull-out tests were executed with the following objectives: to define what adhesive would be adopted for the glue-in rods, to evaluate influence of the hole diameter in the pull-out strength, and to compare the pull-out strength of bonded-in steel rods in concrete and wood. The push-out tests were performed to evaluate the influence of the form and dimensions of the test specimens (concrete-wood-concrete CWC orwood-concrete-wood WCW) on the results of the connection strength and on the connection slip modulus. The main purpose of the bending tests was to evaluate the behaviour of the bonded-in steel rods in mixed beams and to compare it to the rod behavior in the push-out tests through the slip modulus. Furthermore, the experimental values obtained for the connection strength and slip modulus were compared withanalytical results, calculated using the formulae suggested by technical standards and by some researchers. The connection system was constructed using 8,0, 10,0 and 12,5 mm diameter corrugated bars made of steel CA50 and Eucalyptus Grandis glulam. The types of adopted adhesive were based on epoxy resin denominated: Scuna 5100, Scunamass for filleting with microfibre plant (MFM), epoxy mass of two components (ME) and epoxy adhesive of two components A313. The concrete mix was dosed to present a compressive characteristic resistance (fck) of 25 MPa, at 28 days of age, and had a steelreiforcement mesh composed of 6,0 mm diameter corrugated bars made out of steel CA50. In the pull-ou tests the results indicated that the adhesive Scuna 5100 showed the best performance and that the variations adopted for the diameter of the hole showed nosignificant influence on the value of the pull-out strength. In addition, the bonded-in steel rods in wood, using the adhesive Scuna 5100, MFM and ME showed greater pullout strength than the bar anchored in concrete. In the push-out tests, the form and dimensions of test specimens (WCW or CWC) had influence on the joints strength and on the slip modulus of joints. In bending tests, the values of the connections slip modulus were quite different from those determined in push-out tests. A reasonableapproximation, between the experimental an analytical results for the connection resistance, was obtained by adopting the theoretical models for steel-to-timber connections proposed through the formulae suggested by EUROCODE 5. For the connection slip modulus, a good approximation between experimental an analytical results was also obtained. The specimen that best represented the connection strengthand the connection slip modulus, experimental and theoretical, was the CWC. However, the geometric features that CP respected the minimum provisions, prescribed in the standards of design, to enable it to be assessed the performance of the connector, without premature rupture of the concrete or wood