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[en] EXPERIMENTAL STUDY OF BEAM-COLUMN JOINTS WITH DIFFERENT CONCRETE STRENGTHS / [pt] ESTUDO EXPERIMENTAL DE LIGAÇÕES PILARES-VIGAS DE CONCRETOS DE DIFERENTES RESISTÊNCIASMAGNUS THIAGO DA ROCHA MEIRA 05 March 2010 (has links)
[pt] O emprego de concretos de diferentes resistências em pilares e nos
demais elementos do edifício, sendo o concreto dos pilares o de maior
resistência, tem sido uma opção adotada em algumas edificações. Nas
construções em geral, o concreto do pavimento é colocado continuamente
atravessando o nó pilar-pavimento. Como resultado, o concreto da parte do
pilar na região de encontro entre o pavimento e o pilar tem uma resistência
menor do que no resto do pilar. Como, em geral, esta região do pilar se
encontra confinada pelo pavimento, surge então a dúvida sobre qual é a
resistência à compressão que se deve utilizar no cálculo do pilar; se deve ser
a do pilar, a do pavimento ou um valor intermediário. O objetivo do trabalho é
estudar experimentalmente a influência do confinamento do nó em pilares
interceptados por vigas. As variáveis adotadas foram a taxa de armadura e a
deformação específica inicial na armadura longitudinal das vigas. Nesta tese
foram estudados experimentalmente quatro espécimes com vigas nas duas
direções e oito espécimes com vigas em uma direção. Também foram
ensaiados dois pilares isolados e homogêneos, um com concreto de mesma
resistência à compressão do concreto utilizado no pilar e outro com concreto
com resistência igual à resistência do concreto das vigas. As resistências
nominais dos concretos das vigas e dos pilares foram 30 MPa e 70 MPa
respectivamente. Os resultados indicaram que o confinamento promovido por
vigas nas duas direções resulta num aumento significativo na carga de
ruptura. O aumento da taxa de armadura das vigas aumenta a capacidade
final somente nos espécimes com vigas nas duas direções. A influência da
deformação inicial na armadura das vigas é inexpressiva. / [en] The use of concretes with different strengths in columns and in the others
elements of the floor, with the columns having the concrete with the highest
strength, has been an option adopted in some buildings. In general, the
concrete of the floor is poured continuously crossing the floor-column joint. As
a result, the concrete strength in the joint region is lower than the concrete
strength of the rest of the column. Since, in general, the joint region is confined
by the floor, a doubt on the effective strength of the joint remains. The
objective of the present work was to study experimentally the influence of the
lateral confinement in the joint region of columns intercepted by beams. The
variables were the reinforcement ratio and the initial strain in the tension
reinforcement of the beams. In the present thesis, four specimens with beams
in one direction and eight specimens with beams in two directions were studied
experimentally. In addition, two isolated columns were also tested, one with
concrete of same strength of the concrete of the columns and other with
concrete of same strength of the concrete of the beams. The compressive
concrete strength of the beams and columns were 30 MPa and 70 MPa
respectively. The results indicated that the confinement provided by beams in
two directions causes a significant increase of the failure load. The increase of
the tension reinforcement ratio of the beams increases the failure load only in
specimens with beams in two directions. The initial strain in the tension
reinforcement of the beams has no effect on the ultimate capacity of the
specimens.
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[pt] DUCTILIDADE E REDISTRIBUIÇÃO DE MOMENTOS EM VIGAS DE CONCRETO ARMADO COM BARRAS DE GFRP / [en] DUCTILITY AND MOMENT REDISTRIBUTION IN GFRP REINFORCED CONCRETE BEAMSVITOR DE MATTOS CARVALHO 16 December 2021 (has links)
[pt] A utilização de barras de polímero reforçado com fibra contínua (Fiber
reinforced polymer, ou FRP) como reforço no concreto armado vem
ganhando relevância no mercado devido às suas propriedades não
corrosivas, alta resistência, durabilidade e transparência eletromagnética.
Por outro lado, o comportamento frágil e o baixo módulo de elasticidade
das barras de FRP limita sua aplicação e difusão no mercado da construção
civil. Sob esta perspectiva, este trabalho avalia, em uma primeira etapa, o
incremento de ductilidade em vigas de concreto armado com barras de
GFRP (Glass fiber reinforced polymer) por meio da adição de fibras
dispersas de vidro AR (álcali resistente) à matriz cimentícia e/ou pelo
confinamento do concreto nas regiões críticas com o uso de estribos de
GFRP. Para tal, são reportados e discutidos os resultados de ensaios
realizados em oito vigas isostáticas sob flexão de quatro pontos, sendo
quatro superarmadas e quatro são subarmadas. Em geral, as estratégias
adotadas se mostraram bem-sucedidas apenas para as vigas
superarmadas, que passaram a apresentar falhas caracterizadas por
formação de cunha de compressão e grandes deslocamentos até a ruptura.
Para avaliação da ductilidade, foram adotados dois métodos distintos: um
baseado em energia (índice de ductilidade, (micro)E) e outro baseado em
deformação (fator de performance, (micro)M). Para as vigas subarmadas, o fator
de performance por meio da curvatura e o fator de performance por meio
da deflexão representaram maiores incrementos de ductilidade para a viga
com adição de fibras dispersas devido ao efeito do enrijecimento à tração,
enquanto o índice de ductilidade não se mostrou uma boa alternativa para
estas vigas. Para as vigas superarmadas, o fator de performance por meio
da curvatura e o índice de ductilidade representaram maiores incrementos
de ductilidade para as vigas com confinamento, enquanto no fator de
performance por meio da deflexão, o incremento de ductilidade foi mais
significativo para as vigas com adição de fibras. Em uma segunda etapa, é
avaliada a capacidade de redistribuição de momentos fletores em três vigas
hiperestáticas de dois vãos reforçadas com barras de GFRP contendo
maior taxa de armadura inferior, bem como configurações distintas de
armadura transversal e uso de fibras. Foi possível observar um aumento
do momento nos centros dos vãos de 30 por cento e uma redução no momento no
apoio central superior a 60 por cento, quando comparados aos momentos elásticos,
que confirmam a influência da configuração da armadura na distribuição de
esforços. / [en] The use of continuous fiber reinforced polymer (FRP) bars as an internal
reinforcement for concrete has gained attention due to its non-corrosive
properties, high resistance, requiring electromagnetic transparency. On the
other hand, the brittle behavior and low modulus of elasticity of FRP bars
limit their application and diffusion in the civil construction market. From this
perspective, this work evaluates, firstly, the increase of ductility in GFRP
(glass-fiber reinforced polymer) reinforced concrete beams by adding
dispersed alkali-resistant (AR) glass fibers to the cementitious matrix and/or
by confinement of the concrete in critical regions with the use of GFRP
stirrups. To accomplish this task, the results of tests performed on eight
statically determinate beams under four-point bending are reported and
discussed, four of which are under-reinforced and four are over-reinforced.
In general, the strategies adopted were successful only for the overreinforced
beams, whose failures were characterized by the formation of a
compression wedge and large displacements before rupture. For ductility
evaluation, two distinct methods were adopted: one based on energy
(ductility index, (micro)E) and another based on deformation (performance factor, (micro)M). For under-reinforced beams, the performance factor through curvature
and the performance factor through deflection led to greater ductility
increments for the beam with the addition of dispersed fibers due to the
tensile stiffening effect, while the ductility index did not lead to good results.
For the over-reinforced beams, the performance factor through curvature
and the ductility index were able to describe the greater ductility increments
for the confined beams, while the performance factor through deflection
resulted in a greater ductility increment for the beams with discrete fiber
addition. In a second step, the capacity of redistribution of moments in three
statically indeterminate GFRP reinforced concrete beams with two spans
and with a higher lower reinforcement ratio was evaluated for two different
configurations of transverse reinforcement and for the use of fibers. It was
possible to observe an increase in the positive moment of 30 percent (center of
span) and a reduction in the negative moment (central support) greater than
60 percent, when compared to the elastic moments, confirming the influence of
the reinforcement configuration on the distribution of internal forces.
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