[pt] Placas de ancoragem embutidas em concreto são empregadas, geralmente, com a finalidade de permitir a fixação de elementos para a introdução de cargas concentradas nas estruturas de concreto, bem como viabilizar as ligações estruturais entre componentes pré-fabricados. As placas são ancoradas no concreto através de pinos soldados a elas. Estas placas são bastante empregadas em estruturas de usinas nucleares onde um grande número de equipamentos e tubulações são apoiados na estrutura de concreto. A pesquisa é de natureza experimental e tem como objetivo investigar a redução da resistência à tração de placas de ancoragem com grupo de chumbadores, placas instaladas com pequena distância dos bordos do elemento de concreto, e também de duas placas adjacentes, devido a interferência de seus cones de ruptura. A eficiência de uma armadura de suspensão (que transmite a carga além do cone de ruptura), também é verificada. Os resultados experimentais sugerem uma notável redução da resistência à tração para placas com grupo de chumbadores, e que o uso da armadura de suspensão para placa instalada nas proximidades do bordo do elemento de concreto não é muito eficiente. A armadura de suspensão apresentou um bom rendimento quando foi empregada em placas com grupo de chumbadores. Os resultados teóricos obtidos através de equações desenvolvidas para estimativa da carga de ruptura, apresentaram, de maneira geral, uma boa aproximação quando comparados com os resultados experimentais. / [en] Anchorage plates embedded in concrete are used with the purpose of allowing the fixation of elements for the introduction of concentrated loads into concrete structures, as well as to make possible the structural connections between prefabricated components. The plates are anchored in the concrete through studs welded to them. These plates are used in structures of nuclear power stations where a great number of equipments and pipings are fixed in the concrete structure. The research is of experimental nature and its objective is to investigate the reduction of the tensile strength of multiple studs group, anchorage plates located close to a free edge, and also of two adjacent plates, due to interference of failure concrete cones. The efficiency of an additional reinforcement (that transfers the load beyond the concrete cone), is also addressed. The experimental results suggest a significant reduction of the tensile strength for plates with studs group, and that the use of the additional reinforcement for anchorage plates located close to a free edge is not too efficient. The additional reinforcement presented a good efficiency when it was used in plates with studs group. The theoretical results obtained from equations developed to estimate the concrete failure load show, in a general way, a good agreement with the experimental results.

[pt] Este trabalho tem como objetivo estudar a resistência de um sistema de ancoragem composto de pinos com cabeça embutidos no concreto, quando submetidos a cargas de impacto. A variável adotada foi a taxa de carregamento cujos valores mínimo e máximo foram 0,015 kN/s (estático) e 54.885 kN/s, respectivamente. O sistema de ancoragem foi projetado de forma que a ruptura fosse governada pelo arrancamento do cone de ruptura. Foram ensaiados onze blocos de concreto com um pino embutido no concreto, sujeitos a diferentes taxas de aplicação de carga. Foram também ensaiados quinze corpos-de-prova de concreto à compressão diametral e nove pinos à tração, também sujeitos a diferentes taxas de aplicação de carga. O objetivo desses ensaios foi verificar a influência da taxa de carregamento sobre as resistências dos materiais - concreto e aço - que participam do sistema de ancoragem. Os resultados mostraram que a área da superfície e a inclinação do cone de ruptura não sofrem grandes alterações. A carga de ruptura do cone de concreto cresce com a taxa de carregamento, e que esse crescimento pode ser descrito por uma função logarítmica. O mesmo foi observado para a resistência à tração do concreto por compressão diametral e para os pinos. / [en] This work investigates the strength of a concrete anchor system constituted of headed studs embedded in concrete subjected to impact tension load. The main variable was the loading rate which varied from a minimum of 0,015 kN/s (static) to a maximum of 54885 kN/s. The anchor system was designed so that the failure was governed by concrete cone breakout. Eleven concrete blocks with a single headed stud were tested under different loading rates. In addition, fifteen concrete cylinders subjected to compression along a diameter (split cylinder test) and nine headed studs subjected to tension were tested under different loading rates in order to investigate the effects of the loading rate on the strength of concrete and steel separately. The results showed that the area and the angle of the concrete cone were not affected by the loading rate. The failure load of the concrete cone increases as the loading rate increases and this phenomenon can be described by a logarithmic function. The concrete split tensile strength and the steel tensile strength also increase as the loading rate increases.

[pt] O presente trabalho permite avaliar o comportamento de um solo reforçado e não reforçado com fibras de polipropileno (teor de 0.5 por cento em relação ao peso seco do solo) submetido a ensaios triaxiais de extensão, bem como a influência da adição de fibras na resistência e nos mecanismos de ruptura do solo reforçado. Para tanto, desenvolveu-se um programa experimental compreendendo a etapa final de um equipamento triaxial do tipo Bishop e Wesley de grandes dimensões e a execução de ensaios triaxiais drenados de extensão. Os ensaios triaxiais realizados permitiram a determinação dos parâmetros de resistência do solo e da mistura solo–fibra. Os resultados obtidos propiciaram a um melhor entendimento das alterações geradas pela inclusão aleatória de fibras de polipropileno à matriz da areia estudada. O desempenho das fibras no interior da massa de solo indica que estas sofreram deformações plásticas de tração, alongando-se, porém este alongamento é atribuído à fase de adensamento e não à fase de cisalhamento dos ensaios triaxiais de extensão realizados, já que foi possível observar que a adição das fibras não incrementa a resistência à tração do solo, quando este estiver submetido a esforços de extensão. / [en] The present study allows evaluating the behavior of a reinforced and unreinforced soil with fibers of polypropylene (0.5 per cent content of dry weight of soil) subjected to triaxial extension tests, as the influence of adding fibers in the resistance and the rupture mechanisms of reinforced soil. Therefore, it was developed an experimental program comprising the development of a Bishop and Wesley’s triaxial-type equipment which has a larger size than conventional triaxial equipment and an execution of drained triaxial extension tests. The present study submits triaxial tests results aiming the determination of strength parameters of soil and soil – fiber mixture. The obtained results led a better understanding of the alterations generated by the random inclusion of polypropylene fibers to the pattern sand studied. The accomplishment of fiber performance within soil mass indicates that they undergo tensile plastic deformation, elongating, but this elongating is attributed to shear stage in the triaxial extension tests realized, as was conferred that the addition of fiber does not increase the tensile strength of soil.

[pt] Atualmente a utilização do aço inoxidável em elementos estruturais ainda é considerada por muitos engenheiros e arquitetos uma solução extravagante para os problemas da engenharia. Todavia, mudanças de atitude na construção civil e uma transição global para um desenvolvimento sustentável, e redução em impactos ambientais tem seguramente provocado um aumento no uso do aço inoxidável. A maioria das normas de projeto de aço inoxidável atuais ainda são baseadas em analogias assumidas com o comportamento de estruturas de aço carbono. Entretanto, o aço inoxidável apresenta quatro curvas tensão versus deformação específicas não lineares sem patamar de escoamento e região de encruamento claramente definidos (tração e compressão, paralela e perpendicular a direção de laminação), modificando assim seu comportamento global. Na presente investigação foram utilizados o aço inoxidável austenítico 304, duplex 2205, ferrítico 430 e o aço carbono USI 300, com tensões últimas e ductilidades distintas. Em elementos estruturais submetidos a esforços de tração usualmente a ruptura da seção líquida representa um dos estados limites últimos a serem verificados. Com o objetivo de se avaliar a resistência a tração de elementos estruturais aparafusados em aço inoxidável, esse trabalho apresenta resultados de um programa experimental envolvendo ligações aparafusadas com furos defasados sob tração. Esse estudo foi realizado em peças de aço carbono e aços inoxidáveis de forma a comparar as principais características mecânicas entre esses dois tipos de aços estruturais. Dessa forma foi possível apresentar novos resultados a respeito do comportamento a tração dessas ligações. Dentre outras variáveis que controlam os estados limites últimos foi verificada a influência significativa da espessura da placa de aplicação da carga, direção da laminação, configuração de parafusos da ligação e propriedades do aço inoxidável, como ductilidade e razão entre suas tensões de escoamento e de ruptura. / [en] The use of stainless steel in structural engineering applications is still seen by many architects and engineers as na extravagant solution. However, modifications of designers paradigms and changes in the construction market and the natural transition to a sustainable development reducing environment impacts have boosted the use of stainless steel structures. A substantial majority of stainless steel structural design codes is still based on carbon steel analogies. Despite this fact, the stainless steel presents foun non-linear stress versus strain curves (tension and compression, parallel and perpendicular to the rolling direction) without a defined yield plateau and strain hardening zones, substantially altering its global structural response. The present investigation adopted the austenitic stainless steel grade 304, duplex stainless steel grade 2205, ferritic stainless steel grade 430 and the carbon steel USI300, all with similar yield stresses but with different yield strength stresses and ductility capacities. Structural elements subjected to tension axial forces usually presents the net section rupture as one of its controlling ultimate limit states. The present study performed an experimental programme to evaluate and investigate the tension capacity of staggered bolted members. The tests were made with carbon and stainless steels to compare and access their similarities and differences in terms of structural performance. Thus it was possible to observe significant findings in the behavior of these bolted staggered members under tension forces. The controlling ultimate limit states were significantly influenced by various parameters like: the loading plate thickness, the rolling direction, adopted bolt configuration, and stainless steel properties like: ductility capacity and the ratio between the yield and ultimate rupture stresses.

[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] Neste presente trabalho buscou-se avaliar a características de resistência ao cisalhamento e da relação sucção-umidade de um solo tropical maduro encontrado no campo experimental II da PUC-Rio, localizado na cidade do Rio de Janeiro. Para a determinação da resistência ao cisalhamento deste solo, foram executados ensaios de cisalhamento direto em amostras submersas utilizando equipamento convencional e ensaios de cisalhamento direto com sucção controlada em amostras com umidade natural. Os ensaios de cisalhamento direto com sucção controlada foram executados utilizando o equipamento desenvolvido na PUC-Rio por de Campos (1988), na qual utiliza a técnica de translação de eixos desenvolvida por Hilf (1956) para o controle da sucção aplicada. Para a determinação da relação sucção-umidade, foram realizados ensaios para a medição da sucção utilizando-se o método do papel filtro. Através dos resultados deste ensaio foi possível a determinação da curva característica do solo em estudo. Foram realizados também ensaios de compressão diametral a fim de se estabelecer uma relação entre a resistência à tração deste solo versus sua sucção. Através da análise dos resultados experimentais, foi possível a determinação da envoltória de resistência ao cisalhamento em 3 dimensões considerando a proposta de Fredlund et al. (1978), na qual se baseia na utilização das variáveis de tensão (tensão normal n - ua) e (ua - uw). / [en] In this present work one searched to evaluate the characteristics of shear strength and the suction-moisture relation of a tropical mature soil found in experimental field II of PUC-Rio, located in the city of Rio de Janeiro. For the determination of the shear strength of this soil, direct shear test in submerged samples using conventional equipment and direct shear tests with controlled suction in samples with natural moisture had been executed. The direct shear tests with controlled suction had been executed using the equipment developed in PUC-Rio for De Campos (1988), in which it uses the technique of translation of axles developed by Hilf (1956) for the control of the applied suction. Tests for the measurement of the suction which uses the filter paper method was carried through for the determination of the suction-moisture relation. Through the results of this test, the determination of the soil-water characteristic curve of this soil was possible. Diametrical compression test had also been carried through in order to establish a relation between the tensile strength of this soil versus its suction. Through the analysis of the experimental results, the determination of the shear strength envelope in tri-dimensions was possible considering the proposal of Fredlund et al. (1978), on which it bases on the use of the variables of tension (normal tension n - ua) and (ua - uw).

[pt] Em um maciço rochoso, as fraturas apresentam-se de forma irregular e descontínua. A complexidade na distribuição espacial destas descontinuidades faz com que o mecanismo de ruptura por tombamento ocorra mais frequentemente por uma combinação de dois tipos de fenômenos: Tombamento de blocos e flexural. Assim, a ruptura por tombamento do tipo bloco-flexural pode ser considerada a forma mais comum presente neste tipo de mecanismo. Trabalhos utilizando o método de equilíbrio limite ou modelos físicos estudam a influência desta combinação, mas a literatura relata poucos trabalhos numéricos que possam ajudar na compreensão dos fenômenos envolvidos neste processo de ruptura. O presente trabalho procura modelar o mecanismo de ruptura por tombamento bloco-flexural através do método dos elementos discretos (DEM), utilizando o software PFC (Particle Flow Code). Em particular, procura-se avaliar as potencialidades do método para estudos deste tipo, utilizando um novo modelo de contato entre partículas e a calibração das propriedades elásticas do material sintético. Apresentam-se também detalhes da metodologia utilizada e exemplos de validação, incluindo comparações com soluções analíticas e semi-analíticas disponíveis na literatura. / [en] Joints exhibit an irregular and discontinuous behavior inside the rock mass. The spatial distribution complexity of these discontinuities causes the toppling failure occurs more often by a combination of two types of toppling phenomena: toppling of rock blocks and flexural toppling. Thus, the block-flexural toppling can be considered the most common when a toppling process is being developed in rock slopes. Analytical and physical models approach, were presented in order to study each process individually, but the literature reports few works that may help to understand the influence of the two processes together. The present work aims to represents the mechanism of block-flexural toppling through the discrete elements method (DEM) using the PFC (Particle Flow Code) software. In particular, the objective is to assess the potential of the method for studies of this type, using a new model of contact between particles and the elastic properties calibration of the synthetic material. In order to do that, the work shows the methodology details and validation examples, including comparisons with analytical and semi-analytical solutions that are available in the literature.