Evaluation of production quality and mechanical behavior of low-cost shear connectors manufactured with perforated GFRP plates

Abstract

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.