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Veuillez utiliser cette adresse pour citer ce document : http://repositorio.unb.br/handle/10482/44840
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Titre: Evaluation of production quality and mechanical behavior of low-cost shear connectors manufactured with perforated GFRP plates
Autre(s) titre(s): Avaliação da qualidade de produção e do comportamento mecânico de conectores de cisalhamento de baixo custo fabricados com placas perfuradas de PRFV
Auteur(s): Silva, John Kennedy Fonsêca
Ribeiro, Renan Rocha
Lameiras, Rodrigo de Melo
metadata.dc.identifier.orcid: http://orcid.org/0000-0002-5831-7735
http://orcid.org/0000-0002-7699-3171
http://orcid.org/0000-0003-3804-9427
metadata.dc.contributor.affiliation: Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia
Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia
Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia
Assunto:: Estruturas de concreto
Conectores
Cisalhamento
Polímeros
Date de publication: 2021
Editeur: IBRACON
Référence bibliographique: SILVA, John Kennedy Fonsêca; RIBEIRO, Renan Rocha; LAMEIRAS, Rodrigo de MeloEvaluation of production quality and mechanical behavior of low-cost shear connectors manufactured with perforated GFRP plates. Revista IBRACON de Estruturas e Materiais, [S.l.], v. 14, n. 3, e14301, 2021. DOI: https://doi.org/10.1590/S1983-41952021000300001. Disponível em: https://www.scielo.br/j/riem/a/ZqS94xHkMbJzdzhnbdxQMBQ/?lang=en#. Acesso em: 15 set. 2022.
Résumé: Paredes de concreto pré-moldado com isolamento incorporado, também chamadas de painéis sanduíche, consistem em duas camadas externas de concreto, entre as quais uma camada interna de material isolante é inserida, visando melhorar os desempenhos acústico e térmico. Uma das principais preocupações em relação ao desempenho desses painéis refere-se à eliminação de pontes térmicas causadas por conectores metálicos, que comprometem a eficiência térmica dos painéis. Uma das propostas para resolver esse problema consiste no uso de conectores PERFOFRP, que consistem em placas planas perfuradas, embebidas em ambas as camadas externas de concreto, que criam pinos de ancoragem que aumentam a resistência ao cisalhamento dos painéis e à separação das camadas de concreto. Esta pesquisa objetivou avaliar a qualidade de produção desse tipo de conector, produzido com um sistema de infusão por resina à vácuo de baixo custo e de fácil uso; considerando os efeitos da: (a) homogeneidade da placa de PRFV; (b) repetibilidade de fabricação; e (c) origem das matérias-primas; sobre os resultados de: (I) tensão última à tração, (II) módulo de elasticidade, e (III) fração volumétrica de fibras. Além disso, 18 espécimes na forma de modelos representativos do conector de cisalhamento em painéis sanduíche, com seis configurações diferentes de perfuração obtidas por meio da variação do diâmetro e do espaçamento entre os furos, foram submetidos à ensaios push-out, para avaliar o efeito que essas variações produzem no desempenho mecânico da conexão em termos de capacidade de carga final e de rigidez. Os resultados indicaram uma qualidade de produção com um nível satisfatório de variação das características, considerando: a variabilidade em diferentes pontos de uma única placa, a variabilidade entre placas compostas por diferentes processos de infusão e a variabilidade entre diferentes lotes de produção. Além disso, os testes push-out demonstraram que os conectores perfurados apresentaram, quando comparados com conectores não perfurados: um ganho na resistência ao cisalhamento variando entre 8% e 25%, deslocamentos relativos mais baixos e níveis mais elevados de rigidez. Observou-se também que os conectores com furos de 25.40 mm de diâmetro apresentaram melhor desempenho do que os conectores com furos de 31.75 mm de diâmetro; e que a redução do espaçamento entre furos de 2.00 para 1.75, para as amostras de 25.40 mm de diâmetro, causou uma diminuição na capacidade de carga do conector. Assim, verificou-se que as variações no diâmetro e no espaçamento do furo influenciaram a capacidade de carga da conexão.
Abstract: Insulated pre-cast concrete wall panels, also called sandwich panels, consist in two external concrete layers, in which an internal layer of thermal insulation material is inserted between, aiming better acoustic and thermal performance. One of the main concerns regarding the performance of these panels refers to the elimination of thermal bridges caused by metallic connectors, which jeopardize the panels’ thermal efficiency. One of the proposals to solve this problem consists in the use of PERFOFRP connectors, which are plane plates with perforated holes through its thickness, which are embedded into the concrete plates, creating anchorage pins that enhance the shear strength and the layers’ debonding resistance. This research had the objective of evaluating the production quality of this type of connector, produced with a low-cost and easy-to-use vacuum assisted resin infusion system; considering the effects of: (a) resin plate homogeneity, by taking samples from various locations on the plate; (b) fabrication repeatability; and (c) raw production materials’ origin; on the results of: (I) ultimate tensile stress, (II) modulus of elasticity, and (III) volume fraction of fibre. Also, 18 specimens in the form of representative models of the shear connector in insulated pre-cast concrete wall panels, with six different hole configurations achieved by varying the holes’ diameter and spacing, were subjected to push-out tests, to assess the holes’ diameter and spacing effects on the mechanical performance of the connection in terms of ultimate load capacity and stiffness. The results indicated a production quality with a satisfactory level of characteristics variation, considering: the variability in different parts of a single composite plate, the variability between composite plates from different infusion process, and the variability between different production batches. Furthermore, the push-out tests demonstrated that the perforated connectors presented, when compared to non-perforated connectors: a gain in shear strength from 8% to 25%, lower relative displacements, and higher levels of stiffness. It was also observed that connectors with 25.40 mm diameter holes presented better performance than connectors with 31.75 mm diameter holes; and that the reducing the hole spacing from 2.00 to 1.75, for the 25.40 mm diameter specimens, caused a decrease in the load capacity of the connector. Thus, it was verified that variations on the hole’s diameter and spacing influenced the load carrying capacity of the connection.
Licença:: (CC BY) This is an Open Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution License, which permits unrestricted use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited.
DOI: https://doi.org/10.1590/S1983-41952021000300001
Collection(s) :Artigos publicados em periódicos e afins

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