Parametric study of bolted and adhesive connections and experimental creep tests in adhesive connections under high temperature and long term loading

Abstract

Recentemente o vidro tem sido alvo de um grande interesse pela sua capacidade de transparência e, como tal, uma série de pesquisas está a ser desenvolvida de forma a facilitar sua utilização em fachadas, vigas, escadas e outros elementos estruturais. As ligações são um ponto-chave desta investigação, uma vez que condicionam as dimensões da estrutura geral, muitas vezes sobre dimensionando a estrutura. As ligações adesivas em particular estão a ser muito investigadas devido às suas vantagens em termos de arquitetura e distribuição de tensões. No entanto ainda existem muitos fatores que, sem investigação mais extensiva impedem a sua utilização sem outros mecanismos de segurança em estruturas. Um destes fatores é o comportamento de ligações adesivas sob altas temperaturas. Devido a estas necessidades na investigação do vidro, a tese será dividida em duas áreas diferentes. -Para fachadas tanto para ligações adesivas como aparafusadas, serão realizados estudos paramétricos com o fim de avaliar a dimensão otimizada dos diferentes parâmetros. Este estudo vai levar a uma avaliação mais fácil numa fase inicial de projeto das tipologias a escolher, bem como para a sua geometria. O estudo paramétrico será feito utilizando modelos FEM para ambos os tipos de ligações. Levando a uma iteração mais rápida em dimensionamento de estruturas em vidro. -Para ligações adesivas, estudos experimentais sob altas temperaturas com amostras de vidro de geometrias e tipos de adesivos diferentes serão conduzidos de modo a prever cedência

Recently glass has been the object of a lot of interest for its transparent capability and as such a lot of research is being done in order to facilitate its utilization in facades, beams, stairs and other structural elements. Connections are a key point of this research since they condition the overall structure’s dimensions, leading engineers to often oversizing the structure. The adhesive connections in particular are being very investigated due to its advantages in terms of architecture and stress distribution. However there are still a lot of factors that without further investigation prevent its use without other safety mechanisms in structures. One of these factors is the behavior of the adhesives under high temperatures. Because of these needs in glass investigation, the thesis will be divided into two different areas: -For facades, both adhesive and bolted connections parametric studies will be conducted in order to assess the optimized dimension of the different parameters. This study will lead to an easier assessment in project of the typologies to choose as well as its geometry for early design. The parametric study will be made with the help of FEM models for both connection types, leading to a faster iteration in glass design. -For adhesive connections, experimental studies under high temperatures with glass samples with different geometries and different adhesives will be conducted in order to predict failure.