[pt] Há uma crescente demanda por soluções enxutas na indústria da construção. Para atingir esse objetivo, não apenas a solução final deve ser eficiente, mas também todo o processo deve ter sua eficiencia melhorada. A metodologia BIM associada à colaboração entre engenheiros e arquitetos no processo de projeto é vista como uma forma the gerar soluções mais eficientes e enxutas. Contudo, as pesquisas têm focado no desenvolvimento e no uso de softwares de modelagem 3D e pouca atenção tem sido dada a interação entre as equipes de projeto. Neste trabalho, um processo de projeto é proposto para facilitar a integração entre o projeto estrutural e o projeto arquitetônico nas fases iniciais do desenvolvimento do projeto. A filosofia proposta pode ser estendida para melhorar a integração entre o projetos de arquitetura e os projetos de outras áreas como instalações hidráulicas e elétrica. Para auxiliar na implementação do processo proposto, um plugin, chamado ConDA, foi desenvolvido para o software Autodesk Revit. A ferramenta desenvolvida permite que o arquiteto verifique de forma preliminar estruturas de concreto armado. Ao se utilizar o ConDA, essa verificação é antecipada dentro do processo de projeto, evitando a concepção the estruturas inviáveis e facilitando a comunicação entre engenheiros estruturais e arquitetos. O plugin foi testado por vinte e quatro arquitetos que avaliaram a sua usabilidade e seus benefícios em reduzir tempo e esforço gastos nos projetos arquitetônicos. As principais contribuições do aplicativo apontadas pelos entrevistados foram a melhoria na comunicação entre engenheiros estruturais e arquitetos, e a redução no número de revisões de projeto, o que consequentemente reduzem o tempo gasto no projeto. A partir dos comentários dos entrevistados também foi possível concluir que o plugin é uma ferramenta útil no ensino de projeto de arquitetura, ajudando o aluno a desenvolver suas habilidades estruturais. Os resultados do teste ratificaram a hipótese de que o processo de projeto auxiliado pelo ConDA tem sua qualidade e eficiência aumentadas. / [en] There is an increasing demand for lean solutions in the construction industry. To achieve this, not only the final solution must be efficient, but the whole process also needs to have its efficiency improved. The BIM methodology with the collaboration between engineers and architects in the design process is viewed as a way of generating more efficient and lean solutions. However, much of the research effort has focused in the development and usage of 3D modeling software packages rather than in the direction of integrating the design teams. In this work, a design process is proposed to facilitate the integration between the structural design and the architectural design at the early stages of the process. The proposed philosophy can be extended to enable better integration between the architectural design and other design areas, such as mechanical and electrical systems. To help the implementation of the proposed process a plugin, named ConDA, was developed for the Software Autodesk Revit. The developed tool allows the architect to perform preliminary verifications of reinforced concrete structures. The use of ConDA anticipates this verification to an earlier stage in the design process, which avoids the conception of unfeasible structures and facilitates the communication between architects and structural engineers. The plugin was tested by twenty-four architects. They evaluated its usability and the benefits in reducing the time and effort spent in the architectural design. ConDA s main contributions, according to the architects interviewed, is the improvement of the communication between architect and structural engineer, and the reduction of the number of design reviews and, consequently, the reduction of time spent during the design. The comments given by the interviewees also indicate that the plugin can be a useful tool in education by helping architectural students improve their structural design skills. The results of the test ratified the hypothesis that the ConDA assisted design process can increase the quality and efficiency of the architectural design process.

[pt] A necessidade cada vez mais freqüente de reforço em estruturas de concreto armado, exige um completo conhecimento do comportamento da estrutura reforçada devido a alterações de rigidez do conjunto, aumento da carga de ruptura, alterações na distribuição de fissuras, modificação de comportamento e posição da linha neutra, entre outros. Nos últimos anos diversos estudos experimentais têm sido conduzidos, fornecendo parâmetros cada vez mais confiáveis à elaboração de projetos e ao dimensionamento seguro em relação aos estados limites de utilização e de ruptura. No desenvolvimento deste trabalho, utiliza-se um programa computacional baseado no método dos elementos finitos,capaz de descrever o comportamento de elementos estruturais prismáticos em concreto armado reforçados à flexão. Descreve-se o modelo hipoelástico de Elwi e Murray -1979- para o concreto simples e um modelo multilinear para simulação dos reforços. Tais relações resultam de estudos analíticos e experimentais sobre o concreto armado e estão originalmente implementadas no programa FEPARCS -Elwi e Murray, 1980-, que neste trabalho é modificado e adaptado de acordo com a realidade da execução de reforços em estruturas em serviço. O programa FEPACS, capaz de realizar análises numéricas não-lineares, é acoplado a um programa de pré e pós-processamento gráfico especialmente desenvolvido para geração, gerenciamento do processo de cálculo e para análise de resultados obtidos. Os resultados obtidos utilizando o programa proposto são validados através de uma comparação com resultados experimentais obtidos na literatura. / [en] The frequent use of composite materials, in the strengthening of reinforced concrete structures requires complete knowledge of the structural behavior because of the changes that such strengthening will cause to the overall stiffness,the collapse load, the cracks distribution and the behavior and position of the neutral axis. Over the last few years experimental studies have been performed,bringing out more trustworthy parameters for ultimate strength design. In this work, a computational program was implemented based on the finite element method, which is able to describe the flexural strengthening of reinforced concrete beams. The model used in this program is that of Elwi and Murray -1979-, which assumes a so-called hypo elastic theory for concrete and a approach to simulate the reinforcement. These relationships were derived from reinforced concrete analytical and experimental studies and are originally implemented in the FEPARCS program -Elwi and Murray, 1980-, which has been modified in order to obtain a more realistic approach to in- service structural strengthening. The program developed, which is able to perform non-linear numerical analyses, is coupled to pre and pos-processing graphic programs specially developed for model generation, management of the calculation sequence and presentation of final results. The results produced by this program have been validated by comparison with experimental results available in literature.

[pt] Projetos estruturais que empregam concretos com resistências mais elevadas, ou seja, maiores que 40 MPa, nomeados Concretos de Alto Desempenho, são cada vez mais freqüentemente utilizados. Sabe-se, entretanto, que as propriedades destes concretos são diferenciadas daquelas dos concretos considerados convencionais, necessitando-se estudos que visem, principalmente, mensurar a realidade dentro dos materiais disponíveis em nosso país. Este trabalho experimental estuda as principais propriedades deste material: resistência à compressão, resistência à tração por compressão diametral, Módulo de Elasticidade e permeabilidade, através da determinação do índice de vazios. Após um estudo sobre métodos de dosagem mais utilizados e empregando-se materiais disponíveis no Rio de Janeiro, foram moldados um total de 230 corpos de prova para resistências características à compressão de 40MPa, 60 MPa, 80 MPa e 100 MPa. Foi realizado um estudo sobre compatibilidade entre superplastificante e aglomerante. Com os dados obtidos experimentalmente, foram relacionados resistências à tração por compressão diametral, módulo de elasticidade e porosidade com resistência à compressão axial. Estes resultados foram comparados com as recomendações das principais normas internacionais e com as propostas de alguns pesquisadores que foram encontradas na literatura. / [en] High Performance Concrete, i.e., those whose compressive strength is higher than 40 Mpa, have been used in a wide range of Civil Engineering applications. Notwithstanding that, it is known that their mechanical and physical properties are different from those of their conventional counterparts. In this dissertation, it is studied mixture proportion methods with good acceptance rate, preparing 230 specimens with materials available in Brazil s state of Rio de Janeiro and that have compressive strength of 40 MPa, 60MPa, 80 MPa and 100 MPa. For each prepared specimen, it is studied its mechanical properties, compressive strength, splitting tensile strength, modulus of elasticity and porosity for the determination of the emptiness ratio. It is also studied the compatibility between superplasticizer and cement materials. It is also performed a comparison between the experimental data and the expressions available in the literature, as well as the relation between the compressive strength, splitting tensile strength, modulus of elasticity and the porosity.

[pt] Este trabalho apresenta uma análise experimental de cinco vigas de concreto, simplesmente apoiadas, protendidas com cabos sintéticos externos, com o objetivo de estudar a influência da resistência do concreto na variação da força nos cabos de protensão e na resistência à flexão das vigas. A protensão das vigas foi feita com cabos sintéticos conhecidos como Parafil, com resistência a tração de 1950MPa e módulo de elasticidade de 126000MPa. A única variável considerada foi a resistência do concreto, cujo valores foram 36, 57, 73, 74 e 104MPa. O concreto das vigas com resistência de 57, 73, 74 e 104MPa foram feitos com o uso da microssílica e aditivo superplastificante, com exceção da viga com resistência de 36MPa que foi feita com concreto comum. Os resultados mostraram que a influência da resistência do concreto sobre a resistência à flexão das vigas não é tão grande. Para o aumento de 189% na resistência do concreto, houve um aumento na variação da força no cabo de apenas 13.6% e um aumento de 33% no momento de ruptura. Na comparação dos resultados experimentais com os resultados das principais normas e modelos propostos verificou-se que todos fornecem bons resultados e subestimam os valores experimentais. Na comparação dos resultados experimentais com o modelo de Campos (1993) observou-se que os valores da variação na força no cabo superestimam os valores experimentais. / [en] An experimental investigation on five concrete beams prestressed with external aramid tendons was carried out for the purpose of studying the influence of concrete on the flexural behaviour at service and ultimate loads. The beams were prestressed with Type G Parafil tendons, which are made of Kevlar 49 fibres. The strength and elastic modulus of the cables are 1950 MPa and 12600 MPa respectively. The main variable considered in the testes was the strength of the concrete with values of 36, 57, 73, 74 and 104 MPa. The results show that for an increase of 189% in the strength of the concrete, an increase of only 33% in the ultimate moment is observed. Experimental results were compared with results predicted by some Codes of Practice. This comparison shows that the theoretical models give good results. / [es] Este trabajo presenta un análisis experimental de cinco vigas de concreto, simplemente apoyadas, protendidas con cables sintéticos externos, con el objetivo de estudiar la influencia de la resistencia del concreto en la variación de la fuerza de los cables de protensión y en la resistencia a la flexión de las vigas. La protensión de las vigas fue hecha con cables sintéticos conocidos como Parafil, con resistenciaa la tracción de 1950MPa y módulo de elasticidad de 126000MPa. La única variable considerada fue la resistencia del concreto, cuyos valores fueron 36, 57, 73, 74 y 104MPa. El concreto de las vigas con resistencia de 57, 73, 74 y 104MPa fueron construidos con el uso de la microsílica y aditivo superplastificante, con excepción de la viga con resistencia de 36MPa que fue construida con concreto común. Los resultados mostraron que la influencia de la resistencia del concreto sobre la resistencia a la flexión de las vigas no es grande. Para el aumento de 189% en la resistencia del concreto, se produjo un aumento en la variación de la fuerza en el cable de apenas 13.6% y un aumento de 33% en el momento de ruptura. Comparando los resultados experimentales con los resultados de las principales normas y modelos propuestos se verificó que todos ofrecen buenos resultados y subestiman los valores experimentales. Comparando los resultados experimentales con el modelo de Campos (1993) se observó que los valores de la variación en la fuerza en el cable superestiman los valores experimentales.

[pt] O presente trabalho investigou o comportamento mecânico do concreto projetado com fibras aplicado nas escavações da mina Cuiabá e o seu controle tecnológico através do ensaio de duplo puncionamento. Para essa pesquisa utilizouse o traço desenvolvido pelos engenheiros da mina Cuiabá com dois tipos diferentes de fibra sintética e uma fibra de aço. Inicialmente, caracterizou-se o material compósito através de ensaios de flexão em prismas (EN 14651) e de arrancamento. Em seguida, os resultados obtidos foram utilizados em conjunto com os ensaios de flexão em painéis circulares (ASTM C1550), quadrados (EN 14488-5) e de larga escala para o dimensionamento do sistema de suporte utilizado na mina Cuiabá. As frações mais baixas de fibras sintéticas são mais indicadas nos locais onde a qualidade da rocha é razoável ou boa, enquanto as fibras de aço podem ser aplicadas onde a qualidade do maciço rochoso é classificada como muito fraca. Em relação ao controle tecnológico do concreto com fibras, os ensaios de duplo puncionamento realizados em máquinas mais rígidas são mais eficientes em diminuir a extensão da instabilidade pós-fissuração, limitar os erros nas correlações com os ensaios de flexão (EN 14651) e em reduzir a variação das propriedades mecânicas do material. A aplicação do ensaio de duplo puncionamento com controle fechado pela corrente extensométrica foi o método mais efetivo em limitar a instabilidade pós-fissuração independente da máquina de ensaios selecionada. / [en] The present work investigated the mechanical behavior of the fiber reinforced shotcrete applied at the Cuiabá mine excavation and its quality control through the double punch test. For this research, the mix composition was developed by Cuiabá mine Engineers with the addition of two different types of synthetic fibers and one steel fiber. Firstly, the cement based composite was studied at the material level through bending (EN 14651) and pullout tests. Thereafter, the support system of the Cuiabá mine excavation was designed based on round (ASTM C1550), square (EN 14488-5) and large scale panel tests. The application of lower synthetic fiber volume fractions was more suited for the areas with good quality rock indexes, while steel fibers were better suited at field with lower rock classes. Regarding the quality control of FRC, the double punch tests that were conducted in stiffer testing machines were more effective in reducing the post-peak instability, in limiting the errors in the correlations with bending tests (EN 14651) and in reducing the mechanical properties variations of the material. Finally, the application of the double punch test with closed-loop control of the circumferential extensometer turned to be the most effective method in limiting the post-peak instability regardless of the selected machine.

[pt] O presente trabalho visa dar complemento à ferramenta gráfica interativa previamente criada com a finalidade de modelar e dimensionar vigas e pilares em concreto armado, inserindo no dimensionamento a não linearidade física. A ferramenta existente tem como base o programa FTOOL, que de maneira didática permite modelar e realiza análise estrutural em duas dimensões, resultando em deslocamentos, reações e esforços internos. Com base nos esforços e dados iniciais da estrutura tais como materiais, seções e cobrimento, a nova ferramenta altera a rigidez das seções para que se considere os efeitos de fissuração e fluência do concreto, além da relação não linear entre tensão e deformação. É necessário inserir uma análise da rigidez das seções, que após a fissuração da peça, na transição do Estádio I para o Estádio II, têm sua rigidez reduzida, cálculo este feito pela rigidez secante obtida pelos diagramas momento-curvatura. Desta forma, é necessário reavaliar a rigidez das diversas seções de maneira iterativa, fazendo-se a redistribuição de esforços de acordo com a variação das rijezas nas seções dos elementos estruturais. Propõe-se a comparação entre a recomendação da NBR 6118:2014, item 15.7.3, para consideração aproximada da não linearidade física e a rigidez secante obtida pelas relações momento-curvatura, tanto para os pilares como para as vigas. Para isso são estudados três exemplos de estruturas onde compara-se os resultados obtidos para os esforços internos, armadura e deslocamento. / [en] The present work aims to complement the graphic-interactive tool previously created for modeling and designing reinforced concrete beams and columns, introducing the material nonlinearity in the design. The existant tool is based on the FTOOL program, which didactically allows to model and performs structural analysis in two dimensions, resulting in deflections, reactions ans internal forces. Based on the forces and initial data of the structure such as materials, cross sections and concrete covering, the new tool changes the cross sections stiffnesses to consider the effects of concrete cracking and creep, besides the nonlinear relationships between tensions and deformations. It is necessary to introduce an analysis of the section stiffnesses, which after cracking, in the transition between stages I and II, presents a reduction in its stiffiness, that is evaluated by the secant stiffness from the moment-curvature diagrams. Thus, it is necessary to reevaluate the stiffness of the several sections iteratively, performing the redistribuition of the forces according to the vaiation of stiffness on the structural elements. It is proposed the comparison between the recommendation of NBR 6118 (ABNT, 2014), in its topic 15.7.3, for the approximate consideration of material nonlinearity and the secant stiffness obtained by the moment-curvature relationships, both for columns and beams. So three examples of structures are studied, in which the results obtained for internal forces, reinforcement and displacement are compared.