[pt] Trata o presente trabalho da utilização do piezocone sísmico para a obtenção de parâmetros do solo no campo. O equipamento, ainda inédito no Brasil, é composto do piezocone acrescido de geofone que permite efetuar a medida da velocidade da onda sísmica de cisalhamento no solo. Além dos parâmetros usuais fornecidos pelo piezocone, possibilita a obtenção do módulo cisalhante máximo, Gmax , através da teoria da elasticidade. São apresentados detalhes do equipamento e da instrumentação, assim como os procedimentos de calibração e de ensaios. O programa experimental constou de ensaios em solo arenoso, na cidade de Maceió e em solo argiloso mole no Rio de Janeiro. Os resultados são apresentados e discutidos com ênfase na obtenção dos valores do módulo cisalhante ao longo do perfil do solo. São também apresentadas comparações com valores de módulo obtidos a partir de outros ensaios de laboratório e campo.

[pt] Este trabalho teve como objetivo propor um sistema construtivo misto eficiente e econômico para edificações. Foram concebidos dois detalhes de ligação semi-rígida mista, o primeiro para colunas de extremidade, e o segundo para colunas intermediárias, executados no eixo de maior inércia da coluna. A ligação de extremidade motivou o desenvolvimento de um novo elemento de ligação: o conector T-rib. Sua principal função é transmitir a resultante das barras de armadura de flexão nas regiões de momento negativo para a mesa das colunas de extremidade. O presente trabalho também envolveu uma investigação de dois modelos para ligações semi-rígidas: o modelo analítico simplificado de Kishi-Chen, [CHEN93], e o modelo mecânico do Anexo J do EUROCODE3, [EURO98], gerando duas alternativas para modelos semi-rígidos mistos. O primeiro modelo de cálculo, desenvolvido a partir do modelo de Kishi e Chen, [CHEN93], permite o cálculo dos dois detalhes de ligação citados anteriormente. O segundo modelo proposto foi concebido a partir da incorporação das contribuições do conector T-rib, das cantoneiras de alma e das barras de armadura existentes nos dois detalhes de ligação citados anteriormente, já que o modelo original do EUROCODE3, não considera estas componentes. Uma calibração dos modelos propostos foi executada a partir de uma comparação com valores obtidos experimentalmente no presente trabalho. Uma solução alternativa para conectores de cisalhamento de vigas mistas de concreto e aço também foi desenvolvida. Esta solução consistiu na adaptação do conector de cisalhamento perfobond rib utilizado em pontes mistas para uso em edificações correntes. Esta investigação resultou na criação de um novo layout para este tipo de ensaio. Este novo ensaio permitiu a determinar a contribuição dos cilindros de concreto e barras de armadura nos furos do conector perfobond rib e aferiu, pela primeira vez na literatura, a fórmula de resistência ao cisalhamento para este conector proposta por Oguejiofor e Hosain, [OGUE94]. Para caracterizar os possíveis estados de ruína do conector T-rib uma série de seis ensaios foi executada. Esta etapa de trabalho compreendeu o desenvolvimento de um novo tipo de ensaio de arrancamento projetado especialmente para esta investigação. Para avaliar o desempenho global do sistema construtivo proposto foi construído e ensaiado um pórtico plano semi-rígido misto em escala real, executado de modo a permitir a aferição do comportamento real das ligações, do comportamento do conjunto das viga-mistas e das vigas- colunas da estrutura. Este ensaio permitiu a determinação de curva carga versus. Rotação, uma estimativa dos esforços máximos de flexão nas ligações, etc. / [en] This work focused on the development of an efficient and economic composite building system. This was accomplished by the conception of two new composite major axis connection details for external and intermediate columns. The external column connection detail motivated the creation of a new connection element: the T-rib connector. The main purpose of this element is to transmit the reinforcement bars forces directly to the external columns in negative moment regions The present study also comprehended an nvestigation of two semi-rigid connections design models:the simplified analytical model of Kishi-Chen, [CHEN93], and the Eurocode 3 mechanical model,[EURO98], leading to further developments in both structural models. The first proposal extends the Kishi-Chen model, [CHEN93], for the external and intermediate columns connections investigated in this work. The second proposal incorporated the contributions of the T-rib connector, the web angles and the reinforcement bars on the EUROCODE3 model, since they were not originally taken into account. Both model were calibrated against the experimental results produced in the present investigation. An alternative solution for composite beams shear connectors was also developed. This solution consisted of an adaptation of the perfobond rib shear connector, generally used in composite bridges, to residential or commercial building construction. This investigation resulted in the development of a new test layout for the required experiments. These experiments enabled the determination of the individual contribution of the concrete dowels and reinforcement bars used in the perfobond rib connector holes. As far as it is known, these tests enable the calibration and evaluation V of each individual term of the perfobond rib resistance formula proposed by Oguejiofor and Hosain, [OGUE94]. A set of six tests was also made to characterise the T-Rib connector ultimate limit states. This procedure also required the development of a new pullout test procedure and layout especially designed for this purpose. To evaluate the global performance of the proposed building system a full-scale composite semi-rigid portal frame was built and tested up to collapse. The experimental programme provided information on real structural behaviour where the influence of connections, beam as beam column behaviour ads second order efectswere full investigated. This experimental research enabled the determination of: load versus rotation curves, an estimation of the maximum connection s bending forces, etc. / [es] Este trabajo tiene como objetivo proponer un sistema constructivo mixto eficiente y económico para edificaciones. Fueron concebidos dos detalles de llamada semi-rígida-mixta, el primero para columnas de extremidad, y el segundo para columnas intermediárias, ejecutados en el eje de mayor inercia de la columna. La llamada de extremidad motivó el desarrollo de un nuevo elemento de llamada: el conector T rib. Su principal función es transmitir la resultante de las barras de armadura de flexión en las regiones de momento negativo para la mesa de las columnas de extremidad. Este trabajo también investiga dos modelos para conexiones semi rígidas: el modelo analítico simplificado de Kishi Chen, [CHEN93], y el modelo mecánico del Anexo J del EUROCODE3, [EURO98], generando dos alternativas para modelos semi rígidos mixtos. El primer modelo de cálculo, desarrollado la partir del modelo de Kishi y Chen, [CHEN93], permite el cálculo de los dos detalles de llamada citados anteriormente. El segundo modelo propuesto fue concebido a partir de la incorporación de las contribuciones del conector T rib, de las esquineras de alma y de las barras de armadura existentes en los dos detalles de llamada citados anteriormente, ya que el modelo original del EUROCODE3, no considera estas componentes. Los modelos propuestos fueron calibrados a partir de una comparación con valores obtenidos experimentalmente en el presente trabajo. Una solución alternativa para conectores de cisallamento de vigas mixtas de concreto y acero también fue desarrollada. Esta solución consistió en la adaptación del conector de cisallamento perfobond rib utilizado en puentes mixtas para uso en edificaciones corrientes. Esta investigación tuvo como resultado la creación de un nuevo layout para este tipo de ensayo. Este nuevo ensayo permitio determinar la contribución de los cilindros de concreto y barras de armadura en las perforaciones del conector perfobond rib y ajustó, por primera vez en la literatura, la fórmula de resistencia al cisallamento para este conector propuesta por Oguejiofor y Hosain, [OGUE94]. Para caracterizar los posibles estados de ruina del conector T rib, se ejecutó una série de seis ensayos. Esta etapa del trabajo comprendió el desarrollo de un nuevo tipo de ensayo de arranque proyectado especialmente para esta investigación. Para evaluar el desempeño global del sistema constructivo propuesto, fue construido un pórtico plano semirígido mixto en escala real, ejecutado de tal modo que permita el ajuste del comportamiento real de las conexiones, del comportamiento del conjunto de las viga mixtas y de las vigas columnas de la extructura. Este ensayo permitió la determinación de curva carga versus Rotación, una estimativa de los esfuerzos máximos de flexión en las conexiones, etc.

[pt] Enquanto fonte renovável, amplamente disponível no mundo, de baixo custo e ecologicamente amigável, o bambu tem se mostrado uma alternativa promissora para alcançar um cenário mais sustentável na indústria da construção. Assim, a presente pesquisa tem como objetivo investigar o uso do bambu como reforço para estruturas de concreto, com foco no comportamento ao cisalhamento de vigas. Foram usados colmos da espécie Phyllostachys aurea como armadura longitudinal e para reforço transversal diferentes técnicas empregando materiais naturais foram testadas: fibras de sisal discreta, estribo de bambu, cordão de sisal, além de vigas sem reforços. As vigas foram submetidas a ensaio de flexão em três pontos a fim de analisar o comportamento ao cisalhamento. Além disso, técnica de Correlação de Imagem Digital (CID) foi empregada para adquirir a cinemática das fissuras e estimar as contribuições dos mecanismos de cisalhamento. Os resultados dos ensaios apontam um aumento na capacidade de carga das vigas pelo uso de diferentes materiais. Estribos de bambu aumentaram a carga última em 15,85 por cento, cordão de sisal em 12,30 por cento e fibra discreta de sisal em 1,32 por cento, destacando o impacto positivo desses artifícios na capacidade de carga. Esta pesquisa ressalta a possibilidade de substituir materiais não renováveis com alta pegada de carbono em construções de pequeno porte, especialmente em habitações populares. Isso permite promover práticas de construção sustentáveis e seguras, ao mesmo tempo em que fortalece o desenvolvimento rural e preserva recursos globais. / [en] As a renewable resource, highly available across the world, low-cost and eco-friendly material, bamboo has shown to be a promising alternative for achieving a more sustainable scenario in the construction industry. Therefore, this research aims to investigate the use of bamboo as reinforcement for concrete structures, focusing on the shear behavior of beams. Bamboo culms from the specie Phyllostachys aurea are used as longitudinal reinforcement while for shear reinforcement different techniques employing local materials are tested: discrete sisal fibers, bamboo stirrups, sisal yarn, and no shear reinforcement. The beams were subjected to three-point bending tests in order to analyze the shear behavior. Moreover, the Digital Image Correlation (DIC) technique was employed to acquire the crack kinematics and the contributions of shear mechanisms were estimated. The test results demonstrated improvements in the load-carrying capacity of the beams through the utilization of different materials. Bamboo stirrups increased the ultimate load by 15.85 percent, sisal yarn by 12.30 percent, and discrete sisal fibers by 1.32 percent, highlighting their positive impact on load-bearing capacity. This research underscores the possibility of replacing non-renewable carbon intensive materials such as steel with bamboo in low-rise buildings, particularly for social housing. Thereby it allows to promote sustainable and safe construction practices while empowering rural development and conserving global resources.

[pt] Ao longo das últimas décadas, a cidade do Rio de Janeiro vem sofrendo com vários eventos de queda de blocos de rochas que não podem ser relacionados a quaisquer fatores desencadeantes evidentes, como temporadas de chuva ou eventos sismicos. Assim, outros possíveis fenômenos iniciais ou causas foram avaliados e as variações térmicas naturais parecem ser um dos fatores desencadeantes que contribuem para esses eventos. O mecanismo associado à flutuação diária de temperatura é capaz de gerar deslocamentos irreversíveis, sendo um fator preparatório para as quedas de rochas. Em maciços rochosos fraturados, os blocos de rochas se expandem, empurram outros blocos em sua volta, se contraem, podendo ou não voltar para sua posição de origem, gerando movimentos cíclicos. O proposito principal deste trabalho é estudar o comportamento mecânico e hidráulico de descontinuidades de rochas gnáissicas sob carregamento cíclico cisalhante pré-pico para diferentes tipos de JRC (Joint Roughness Coefficient), variações da tensão normal entre 100 e 1000 kPa e da frequência entre 0,1 e 0,01 Hz, garantindo uma velocidade quase estática, simulando as condições de temperatura no campo. Foi possível verificar que o comportamento dos deslocamentos irreversíveis das amostras ensaiadas foi influenciado pela tensão cisalhante de pré-pico para tensões normais e frequências baixas e para tensões normais altas o deslocamento foi constante e quase estático, diminuindo pouco a resistência ao cisalhamento em 2000 ciclos e gerando níveis de deslocamentos irreversíveis bem mais baixos. / [en] Over the last few decades, the city of Rio de Janeiro has been suffering from several rockfall events that cannot be related to any obvious triggering factors such as rainy seasons or earthquakes. Thus, other possible initial phenomena or causes were evaluated and natural thermal variations seem to be one of the triggering factors that contribute to these events. The mechanism associated with the daily fluctuation of temperature is capable of generating irreversible displacements, being a preparatory factor for rockfalls. In fractured rock mass, rock blocks expand, push other blocks around them, contract, and may or may not return to their original position, generating cyclical movements. The main purpose of this work is to study the mechanical and hydraulic behavior of gneiss rock discontinuities under pre-peak cyclic shear loading for different types of JRC (Joint Roughness Coefficient), normal stress variations between 100 and 1000 kPa and frequency variations between 0.1 and 0.01 Hz, ensuring an almost static speed, simulating the temperature conditions in the field. It was possible to verify that the behavior of the irreversible displacements of the tested samples was influenced by the pre-peak cyclic shear for normal stresses and low frequencies and for high normal stresses the displacement was constant and almost static, decreasing the shear strength in 2000 cycles and generating much lower levels of irreversible displacements.

[pt] Materiais compósitos pultrudados poliméricos reforçados com fibra de vidro (PRFV) são aplicados em diversos setores da indústria por apresentarem boas resistências mecânicas, baixo peso específico e alta resistência à corrosão. A exposição a ambientes agressivos tais como imersão em água, condicionamento sob alta umidade relativa, temperatura baixa e elevada, ciclos térmicos e úmidos, bem como a combinação desses efeitos, tornou-se cada vez mais objeto de estudo para esses tipos de materiais. A compreensão dos efeitos das condições ambientais no comportamento do material é essencial para avaliar seu desempenho e, desta forma, garantir a segurança necessária ao projeto estrutural. Com o objetivo de compreender melhor a influência de diferentes condições ambientais nas propriedades do material compósito PRFV, foram estudados os efeitos da temperatura e umidade, além da ação combinada dessas duas condições, nas suas propriedades físicas, químicas, térmicas e mecânicas. Neste estudo, foram levados em conta aspectos importantes que influenciam o comportamento do material, como a resina utilizada, o grau de cura, e características químicas e físicas do material. Os ensaios experimentais foram conduzidos em quatro condições ambientais: (i) exposição a temperaturas moderadas/elevadas (70 graus C à 330 graus C), (ii) imersão em água deionizada (25 graus C, 55 graus C e 70 graus C), (iii) exposição à névoa salina em câmaras de envelhecimento higrotérmico (35 graus C, 55 graus C e 70 graus C), e (iv) exposição a ambiente externo real. Além disso, foram aplicados modelos teóricos para avaliação dos resultados. Foi observado que a temperatura, o tempo de condicionamento e a umidade são fatores preponderantes no comportamento do material. Adicionalmente, uma questão importante para o estudo de pultrudados reside na compreensão das propriedades interlaminares do material. Nesse contexto, a fratura interlaminar, associada às fissuras no plano longitudinal entre as camadas do material, é uma das principais causas de falha em compósitos pultrudados. Consequentemente, a análise da fratura em modo II, que avalia o mecanismo da propagação da fissura no plano interlaminar, vem ganhando espaço no estudo de materiais compósitos. A análise de fratura em modo II não é trivial ou normatizada para compósitos pultrudados PRFV, de forma que poucos dados e conclusões efetivas foram obtidos até o momento a esse respeito. Com o objetivo de suprir essa lacuna, realizou-se uma extensa investigação experimental, culminando na proposição de uma nova metodologia para avaliação da fratura em modo II em materiais compósitos poliméricos pultrudados reforçados com fibra de vidro (PRFV). / [en] Pultruded glass-fiber reinforced polymer (GFRP) composites are applied in various industrial sectors due to their good mechanical strength, low specific weight, and high resistance to corrosion. Exposure to aggressive environments has become an increasingly studied topic for these materials, such as immersion in water, conditioning under high relative humidity, low and high temperatures, thermal and humid cycles, as well as the combination of these effects. Understanding the effects of environment condition on material behavior is essential to evaluate its performance and ensure the necessary safety for structural design. In order to better understand the influence of environmental conditions on the properties of GFRPs, the effects of temperature and humidity, as well as the combined action of these two effects, on their physical, chemical, thermal, and mechanical properties were studied. Important aspects that influence the material s behavior were considered, such as the resin used, the degree of curing, and the chemical and physical characteristics of the material. Experimental tests were conducted under four environmental conditions: (i) exposure to moderate/high temperatures (70 degrees C to 330 degrees C), (ii) immersion in deionized water (25 degrees C, 55 degrees C, and 70 degrees C), (iii) exposure to salt spray in hygrothermal aging chambers (35 degrees C, 55 degrees C, and 70 degrees C), and (iv) exposure to real outdoor environment. In addition, theoretical models were applied to evaluate the results. It was observed that temperature, conditioning time, and moisture are predominant factors in material behavior. Additionally, a important issue for the study of pultruded composites lies in understanding the interlaminar properties of the material. In this context, interlaminar fracture, associated with longitudinal cracks between the layers of the material, is one of the main causes of failure in pultruded composites. Consequently, mode II fracture analysis, which evaluates the mechanism of crack propagation in the interlaminar plane, has been gaining ground in the study of composite materials. Mode II fracture analysis is not trivial or standardized for pultruded GFRP composites, so few data and effective conclusions have been obtained in this regard so far. In order to fill this gap, an extensive experimental investigation was carried out, culminating in the proposal of a new methodology for evaluating mode II fracture in pultruded GFRPs.

[pt] Muitos dos movimentos de massa gravitacionais estão fortemente associados a uma perda de sucção na resistência ao cisalhamento do solo, decorrente de variações de umidade de origem natural (variações atmosféricas) ou de origem artificial (atividade humana). Dentro deste contexto, no presente trabalho analisou-se a influência da sucção na resistência ao cisalhamento, determinaram-se as envoltórias de resistência ao cisalhamento na condição não saturada e avaliou-se a influência de ciclos de umedecimento e secagem na resistência dos solos. Dois tipos de solos da região de Tinguá/RJ foram selecionados para estudo: um solo Residual Jovem e um Colúvio. Estes solos foram submetidos a um programa experimental que consistiu da caracterização granulométrica e mineralógica do material, seguido da obtenção da curva de retenção de água pelo método do papel filtro. Os ensaios de resistência ao cisalhamento envolveram ensaios de cisalhamento direto na condição saturada ou inundada e, para a condição não saturada, utilizou-se o equipamento de cisalhamento direto com sucção controlada (CDSC) da PUC-Rio, projetado por de Campos (1988) e implementado por Fonseca (1991) e Delgado (1993). O equipamento está baseado na técnica de translação de eixos. Para a determinação da velocidade de cisalhamento na condição não saturada utilizou-se a metodologia proposta por Ho e Fredlund (1982). A partir dos resultados obtidos foi possível obter os parâmetros da envoltória do solo não saturado, parâmetros efetivos de resistência do solo saturado, parâmetro que quantifica o aumento na resistência devido a um aumento na sucção matricial; , e c; e plotar a superfície 3D da envoltória que relaciona a resistência do solo não saturado com a tensão normal líquida e a sucção. / [en] Many of gravitational mass movements are strongly associated with a loss of suction on shear strength of the soil due to moisture variations of natural origin (atmospheric variations) or artificial sources (human activity). Within this context, the present study examined the influence of suction on shear strength, determined whether the envelopes of shear strength in unsaturated condition and evaluated the influence of wetting and drying cycles in soil strength. Two types of soils in the region of Tinguá / RJ were selected for study: A Young Residual soil and colluvium. These soils were subjected to an experimental program that consisted of particle size and mineralogical characterization of the material, followed by obtaining the curve of water retention by the filter paper method. The shear strength tests involved direct shear tests on saturated or flooded condition and to unsaturated condition, we used the direct shear device with controlled suction (CDSC) of PUC-Rio, designed by Field (1988) and implemented by Fonseca (1991) and Delgado (1993). The device is based on the technique of translation of the axes. For the determination of the shear rate in the unsaturated condition used the methodology proposed by Ho and Fredlund (1982). From the results it was possible to obtain the parameters of the envelope of unsaturated soil, effective resistance parameters of saturated soil, b, and c; and plot the 3D surface of the envelope which relates the strength of unsaturated soil with net normal stress and suction.

[pt] O presente estudo apresenta o comportamento dos solos reforçados com PET em pó e triturado, através de ensaios de laboratório. Foram utilizados três solos: um solo coluvionar, uma areia limpa e mal graduada e uma bentonita. Caracterização física, química e ensaios mecânicos (triaxiais CIU e cisalhamento direto) foram realizadas para cada material e misturas. O ensaio triaxial foi realizado em amostras de solo argiloso compactado com porcentagens de pó de PET de 0, 10, 20 e 30 por cento de PET triturado de 3,0 e 5,0 por cento, por seco peso de solo. Os ensaios triaxiais, em amostras de areia foram feitas a uma densidade relativa de 50 por cento e 10 por cento de teor de umidade, e com 0, 10 e 20 por cento de pó de PET, em relação ao peso seco do solo. Os ensaios de cisalhamento direto com bentonita foram feitos com porcentagens de 0 e 30 por cento de pó de PET e 3,0 e 5,0 por cento de PET triturado, por peso seco de solo. Os resultados mostraram que o teor de PET e nível de confinamento têm influência sobre o comportamento mecânico final das misturas. Com ambos os resíduos de PET, as misturas apresentam um comportamento satisfatório, aumentando ou mantendo os parâmetros de resistência ao cisalhamento semelhantes ao solo puro. Assim, para as misturas argilosos, a mistura com 30 por cento de pó de PET e a com 5 por cento de PET triturado são mais eficazes, uma vez que nelas observou-se maior melhora nos parâmetros de resistência. Para misturas de areia a inclusão PET é mais eficaz com 10 por cento de pó PET em tensões confinantes menores e umidade ótima de 10 por cento. Para misturas bentonita, a inserção de PET é mais eficaz para o PET triturado na porcentagem de 5 por cento. Portanto, o uso de resíduos de PET para o reforço do solo poderia minimizar os problemas atuais disposição do resíduo, contribuir com a redução do consumo de recursos naturais e dar um uso nobre para este material. / [en] This study presents the behavior of soils reinforced with crushed PET (Polyethylene Terephthalate) residue through experimental study. Three soils were used: a coluvionar soil, a clean and poorly graduated sand and a bentonite. Physical characterization, chemical and mechanical tests (isotropically consolidated-drained triaxial and direct shear) were performed for each material and mixtures. The triaxial test was performed on samples of clayey soil compacted within the maximum dry density and optimum moisture content with ratios of 0, 10, 20 and 30 per cent of fine crushed PET and 3,0 and 5,0 per cent of PET flakes, by dry weight of soil. The triaxial tests on sand samples were made to a relative density of 50 percent and 10 per cent of water content, and with 0, 10 and 20 percent fine crushed PET, by dry weight of soil. The direct shear tests with bentonite were made with ratios of 0 and 30 percent of fine crushed PET and 3,0 and 5,0 percent of PET flakes, by dry weight of soil. The results have shown that the PET content and level of confining stress have influence on the final mechanical behavior of the mixtures. With both residue of PET, the mixtures present a satisfactory behavior, increasing or maintaining the shear strength parameters similar to the pure soil. Thus, for the clayey mixtures, the fine crushed PET content of 30 percent and the PET flakes content of 5 percent are more effective, once they increase the strength parameters. For sandy mixtures the PET inclusions is more effective with 10 percent of fine crushed PET at lower confining stresses and the optimum content is 10 percent. For bentonite mixtures the PET inclusions is more effective for PET flakes and the optimum content is 5. Therefore, the use of PET waste for soil reinforcement could minimize the current problems of waste disposal, contribute with the reduction of consumption of natural resources and give a noble use for this material.