Os pilares mistos são elementos estruturais compostos por um perfil metálico e concreto trabalhando em conjunto. Entre estes destaca-se o pilar parcialmente revestido que apresenta vantagens como a possibilidade de pré-fabricação, redução no uso de formas e eficiência estrutural, porém seu processo executivo envolve uma trabalhosa tarefa que é a ancoragem das armaduras ao perfil metálico. Neste contexto, o presente trabalho tem por objetivo estudar o comportamento estrutural de pilares mistos parcialmente revestidos submetidos a compressão simples e flexo-compressão e avaliar a possibilidade de substituição da armadura convencional por alternativas que possibilitem uma execução mais simples. Para isto foi desenvolvido um programa experimental envolvendo 23 exemplares de pilares mistos fabricados com o perfil W 150 x 22,5 e três configurações de armadura: armadura convencional, telas de aço soldadas entre as mesas do perfil e concreto com adição de fibras. Além disso, foram realizadas simulações numéricas e um estudo paramétrico utilizando o pacote computacional FX + DIANA a fim de extrapolar os resultados experimentais. Observou-se que o comportamento estrutural de pilares submetidos a forças excêntricas depende do eixo de flexão, de modo que a ruptura ocorre de modo mais gradual quando o pilar é submetido a flexão em torno do eixo de maior inércia. Além disso, respostas similares foram obtidas para as três configurações de armadura avaliadas, sendo o valor de força máxima obtido para os exemplares com concreto com fibras ligeiramente inferior aos demais. A substituição da armadura convencional por telas de aço ou concreto com fibras de aço não altera significativamente os valores de força máxima nem o comportamento pós-pico, mostrando a viabilidade da solução proposta. / Composite columns are structural elements made with steel profiles and concrete working together. Among these, there is the partially encased composite columns that presents advantages, such as, the possibility of pre-fabrication, reduction in the use of formwork and structural efficiency, but its fabrication process involves a laborious task that is the anchoring of the reinforcements to the steel profiles. In this context, the present work has the objective of studying the structural behavior of partially encased composite columns subjected to axial compression and eccentric compression and to evaluate the possibility of replacing conventional reinforcement with alternatives that allow a simpler execution. For this, an experimental program was developed involving 23 specimens of composite columns made with W 150 x 22.5 shape and three reinforcement configurations: welded steel mesh and fiber-added concrete. In addition, numerical simulations and a parametric study were performed using the FX + DIANA computational package in order to extrapolate the experimental results. The results show the structural behavior of columns subjected to eccentric forces depends on the axis of flexure, so that the rupture occurs more gradually when subjected to bending about the major inertia axis. In addition, similar responses were obtained for the three reinforcement configurations evaluated, and the peak load obtained for the specimens with fiber concrete was slightly lower than the others. Therefore, it can be observed that the replacement of conventional reinforcement by steel meshes or fiber concrete does not significantly alter the peak load or post-peak behavior, showing potential to be considered as a new alternative.

O pilar misto parcialmente revestido é fruto da associação de um perfil metálico e concreto trabalhando em conjunto. Nestes pilares o perfil metálico, normalmente perfil I ou H, não é totalmente envolvido por concreto, sendo apenas a região entre as mesas preenchida. No Brasil, a utilização de pilares mistos parcialmente revestidos é ainda incipiente. Contudo a introdução do dimensionamento de elementos mistos na ABNT NBR 8800:2008 e as vantagens construtivas inerentes aos elementos mistos tem viabilizado a utilização destes elementos em obras pelo país afora, especialmente naquelas de grande porte. Neste contexto, o objetivo principal do trabalho é analisar o comportamento estrutural destes pilares e avaliar a possibilidade de substituição das armaduras tradicionais compostas por vergalhões por alternativas como telas de aço soldadas ou adição de fibras de aço ao concreto (taxa de 1,5% de fibras de 25 mm de comprimento). Para isto, foram feitos ensaios experimentais de cinco modelos físicos de pilares mistos parcialmente revestidos solicitados por compressão centrada e de um modelo solicitado por compressão excêntrica. Os resultados demonstraram-se promissores no que tange à substituição da armadura, mesmo para a situação com excentricidade na força aplicada. Em complemento, foi desenvolvida uma simulação numérica dos modelos físicos ensaiados utilizando o pacote computacional DIANA®, fundamentado no método dos elementos finitos, com o pré e pós-processador FX+. Apesar da hipótese simplificadora de aderência perfeita entre o aço e o concreto, o modelo numérico representou adequadamente o comportamento dos pilares mistos. / Partially encased composite columns are the result of the association of a steel profile and concrete filling working together. The most commonly used steel profiles have I or H cross sections not completely covered by concrete, with filling only in the region between flanges. In Brazil, the use of partially encased composite columns is still incipient. However, the introduction of design procedures for these columns in Brazilian Code ABNT - NBR 8800:2008 and also their inherent constructive advantages have enabled the use of these elements in buildings across the country, especially for large constructions. In this context, the main objective of this work is to analyze the structural behavior of these columns and evaluate the possibility of replacing the traditional reinforcement using steel rebar for alternatives such as welded steel meshes or steel fibers added to the concrete (rate of 1.5% and 25 mm long). To achieve these goals, experimental tests on five models of partially encased composite columns submitted to axial loading and one model subjected to eccentric loading were performed. The results proved to be promising in terms of replacing the traditional reinforcement, even for the situation with eccentricity of the applied force. In addition, a numerical modeling of the studied columns was developed, using finite element based software DIANA® with FX +. Despite simplifying assumptions of perfect bond between steel and concrete, the numerical model adequately represented the behavior of the columns.

Este trabalho tem por objetivo investigar as ligações viga-pilar misto preenchido, no tocante à transferência de forças de cisalhamento na região de ligação. O estudo engloba uma investigação experimental com ensaios do tipo push-out com carregamento centrado no núcleo de concreto e uma simulação numérica no pacote computacional DIANA visando obter dados de comportamento do mecanismo de transferência de forças de cisalhamento, aplicado à região de ligação viga-pilar. Foram utilizados modelos com 800 mm de altura e seção quadrada de dimensão (200 x 200 x 6,3) mm obtida a partir da composição de dois perfis U (200 x 100 x 6,3) mm. A resistência à compressão média do concreto de preenchimento foi de 50 MPa. Ao todo, foram ensaiados 3 modelos de ligação, utilizando chapas de extremidade e barras rosqueadas como mecanismo de ligação viga-pilar. Como elementos para transferência de forças entre o tubo de aço e o núcleo de concreto foram usados conectores tipo pino com cabeça ou cantoneiras. Os resultados experimentais mostraram a eficiência das barras rosqueadas e dos conectores de cisalhamento na transferência dos esforços de cisalhamento na ligação viga-pilar e na interface perfil de aço e concreto. A simulação numérica teve concordância satisfatória com os resultados experimentais obtidos. / In the design of concrete-filled steel tubular columns, the concrete and the steel tube must work together in order to achieve the overall resistance, stiffness and stability requirements. It is important that exists an adequate mechanism to transfer the forces from the steel beam to the steel tube, and then to the concrete core. This work presents a study on shear transfer in connections involving concrete-filled steel tubular columns and steel beams. The work was divided in two parts, being the first an experimental analysis with push-out tests, and the second one a numerical simulation of the tests, using the software DIANA. The tested specimens were 800 mm height , with square section (200 x 200 x 6,3mm) obtained from two welded U-shape profiles. A concrete with compressive strength of 50 MPa was used as a filling for the columns. Altogether, three connections with steel end plates and passing bars were tested. Two types of shear connectors between steel column and concrete core were used: stud-bolts and angles, and a reference specimen without connectors was also tested. The results showed the efficiency of the shear connectors in the tranference of forces.

No contexto da construção civil brasileira, é reconhecido o fato de que os perfis de aço formados a frio têm grande demanda em diversos tipos de sistemas estruturais. Uma das aplicações refere-se às barras com seções transversais compostas em duplo U enrijecido, comumente presente no sistema de vigas e pilares de edificações. Quando submetido à ação térmica decorrente de um incêndio, o comportamento dos perfis formados a frio se torna de avaliação relativamente complexa, pois há ocorrência de dois fenômenos que levam à perda da sua capacidade portante: a ocorrência dos modos de instabilidade e a redução da resistência do material. Dessa forma, neste trabalho foi desenvolvido um estudo sobre perfis de aço formados a frio submetidos a temperaturas elevadas. As seções transversais adotadas foram do tipo I enrijecido e tubular retangular do tipo caixão, compostas por dois perfis U enrijecido unidos por solda intermitente. A ação mecânica aplicada consistiu em uma compressão centrada, bem como uma ação térmica, cuja taxa de aquecimento segue a curva de incêndio padrão definida pela International Organization for Standardization. A investigação aqui apresentada foi desenvolvida em campo experimental e numérico. Foram realizados ao todo 17 ensaios de compressão, cinco à temperatura ambiente e 12 com aplicação da ação térmica. A ação mecânica dos ensaios termoestruturais, ao ser aplicada, foi mantida constante em patamares de 40% e 70% da capacidade resistente à temperatura ambiente. Em seguida foram desenvolvidos modelos numéricos calibrados com parâmetros obtidos experimentalmente, com vistas a futuras análises paramétricas a partir desta pesquisa. Por fim, tais resultados foram comparados com valores obtidos por procedimentos de cálculo das principais normas em vigor. Com base nesta investigação e no conjunto de resultados apresentados, é possível avaliar a viabilidade da aplicação de tais procedimentos normativos diretamente aos perfis de aço formados a frio, bem como propor adequações onde houver necessidade. Deve-se ressaltar que o trabalho aqui apresentado é o primeiro a realizar ensaios termoestruturais em perfis formados a frio com abordagem na realidade brasileira da construção civil e reconhece a necessidade de abranger novos estudos. / Due to its known versatility, cold formed steel has been widely used in civil construction as load bearing members in several types of structural systems. Built-up lipped I and box cross section are often used as beams and columns of commercial and even industrial buildings. When such structural cold formed steel members are submitted to a thermal load arising from a fire condition, their structural behavior becomes complex, inasmuch as two phenomena that lead to loss of strength is likely to occur: the reduction of materials properties of the cold formed steel and the buckling modes thin walled steel are susceptible. Hence, in this doctoral thesis, a study on the behaviour of built-up cold formed steel subjected to compression load and submitted to high temperature is presented. In the first stage of this research, 21 specimens were subjected to axial compression load; in which 11 specimens were lipped I and 10 were box built-up cross section. Five tests of the total amount were carried out at ambient temperature and 16 in hugh temperature. Such tests in high temperature were carried out in thermal transient condition whose magnitude of the applied compression load was equivalent to 40% and 70% of the one obtained at ambient temperature. Thus, the ultimate time and temperature of the specimens were determined. In the second phase of this research, numerical analysis was developed and the numerical models were validated by the comparison with experimental results. Since this numerical strategy has considered geometric and material non linearity varying according to increasing thermal load, it has shown to be suitable for future parametric analysis. Regarding to standard codes, based on this reseach, the suitability of design method for fire condition recommended by Brazilian, European and North American standards applied to cold formed steel were evaluated. The ultimate load capacity obtained from Brazilian and European fire design codes resulted conservative in comparison with experimental results. The Direct Strength Method available in North American, Brazilian and Australian standards, considering appropriated reduction of materials properties according to its temperature conducted to satisfatory results for built-up lipped I and box cold formed steel columns. In addition, this thesis emphasizes the need for an extensive research on cold formed steel structures under fire condition in accordance with Brazilian civil construction.

Submitted by admin tede (tede@pucgoias.edu.br) on 2017-08-10T17:58:47Z No. of bitstreams: 1 JOÃO LUCAS BERNARDY CARDOSO.pdf: 2200583 bytes, checksum: a3616ef60dd73db36ee45e6c5134b2b1 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-10T17:58:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JOÃO LUCAS BERNARDY CARDOSO.pdf: 2200583 bytes, checksum: a3616ef60dd73db36ee45e6c5134b2b1 (MD5) Previous issue date: 2017-03-17 / Privacy, since the therm was first used by B. F. Skinner it has been subject of theoretical content, but it received little empirical attention. Considering recent theoretical advances on the problem of privacy, namely: (1) privacy as momentary; (2) relative to an observer; (3) different from intern; and (4) measurable in a public-private continuum. We propose the empirical investigation of privacy as a function of two variables, separately analyzed in Experiments 1 and 2, respectively: the access to the controlling variables of momentary private responses, and a common history of reinforcement. In both experiments 20 participants were divided in two groups: Base Group and Referential Group, being that the dependent variable analyzed was the probability of occurrence of verbal responses of the participants of the Referential Group that corresponded to those emitted previously by the participants of the Base Group. In the Experiment 1 the participants were exposed to a set of 8 properties for each one of 6 stimuli, while the participants of the Referential Group accessed the same 6 sets of 8 properties but cumulatively in a series. The data of the Experiment 1 shows that for all participants of the Referential Group the probability of occurrence of correct answers increased as a function of the number o stimulus properties known. In the Experiment 2 the participants were exposed to three test conditions: Baseline (BL.), Post Verbs-Training Test (V.T.) and Post Noun-Training (N.T.), being that between the first and second tests (BL. - V.T.) participants were exposed to a matching-tosample task and relations between shapes and verbs were stablished, and between the second and the third testes (V.T. - N.T.) participants were exposed to similar matching-tosample task, but the relation stablished were between shapes and nouns. All participants were requested to tact the shape stimuli during the test conditions. We observed that the transfer function procedure controlled the emission of correct answers during the tests for all participants of the Group Base. For the participants of the Referential Group the procedure was partially effective. Yet, for 13 out of 16 participants, the probability of occurrence of correct answers was a function of a common history of reinforcement, being that correct answers didn’t occurred for any participant during the Baseline. We concluded that privacy, if described accordingly with some recent theoretical contributions, may be a subject of empirical investigations that could provide conditions for: (1) a better description of the controlling relations during the verbal episode; (2) the development of an empirical agenda that allow a more straightforward analysis of privacy; and (3) an objective description of the role of inference in the analysis of events that are momentarily private considering the commitment of the Experimental Analysis of Behavior with the assumptions of natural sciences. / A temática da privacidade, desde que foi inaugurada na literatura behaviorista radical por B. F. Skinner tem sido discutida a nível teórico mas foi tema de poucos trabalhos empíricos. Considerando-se os avanços teóricos recentes na área, nomeadamente: (1) a privacidade como momentânea; (2) relativa a um observador; (3) diferenciada do interno; e (4) mensurável em um continuum público-privado. Propõe-se no presente trabalho a investigação empírica da privacidade com função de duas variáveis, analisadas individualmente nos Experimentos 1 e 2, respectivamente: o acesso às variáveis controladores de respostas momentaneamente privadas, e um histórico de reforçamento em comum. Nos dois experimentos 20 participantes foram divididos em dois grupos: Grupo Base e Grupo Referencial, sendo que a variável dependente analisada foi a probabilidade de ocorrência de respostas verbais dos participantes do Grupo Referencial que correspondiam às emitidas anteriormente por participantes do Grupo Base. No Experimento 1 os participantes foram expostos a conjuntos de estímulos controladores, sendo que os participantes do Grupo Base acessaram oito propriedades de cada um de seis estímulos-palavra simultaneamente, ao passo que os participantes do Grupo Referencial acessaram as mesmas oito propriedades dos seis estímulos-palavra de forma cumulativa em uma série. Os dados do Experimento 1 mostram que, para todos os participantes do Grupo Referencial, a probabilidade de ocorrência de respostas correspondentes variou em função do número de propriedades de estímulos-palavra conhecidas, quanto mais propriedades conhecidas mais a probabilidade de ocorrência de respostas correspondentes. No Experimento 2 os participantes foram expostos a três condições de teste: Linha de Base (L.B.), Teste pós-treino de verbos (T.V.) e Teste pós treino de substantivos (T.S.), sendo que entre o primeiro e o segundo teste (L.B. - T.V.) os participantes foram expostos a um procedimento de escolha de acordo com o modelo no qual foram estabelecidas relações entre formas e verbos, e entre o segundo e o terceiro teste (T.V. - T.S.) os participantes foram expostos a um novo procedimento de escolha de acordo com o modelo no qual foram estabelecidas relações entre formas e substantivos. Foi solicitado a todos os participantes que tateassem os estímulos forma durante as condições de teste. Observou-se que o procedimento de transferência de função controlou a emissão de respostas corretas para todos os participantes do Grupo Base. Para o Grupo Referencial o procedimento de transferência de função foi parcialmente eficiente. Ainda assim, em 13 de 16 participantes a probabilidade de ocorrência de respostas corretas foi uma função de um histórico de reforçamento em comum, sendo que não houve acertos para nenhum dos participantes durante a Linha de Base. Concluiu-se neste trabalho que a privacidade, se descrita conforme determinadas proposições teóricas recentes, pode ser alvo de investigações empíricas que podem fornecer condições para: (1) a melhor descrição das relações de controle envolvidas no episódio verbal; (2) desenvolvimento de uma agenda empírica que possibilite uma análise mais objetiva da privacidade; e (3) uma descrição mais objetiva do papel das inferências na análise de eventos momentaneamente privados, considerando-se o compromisso da Análise Experimental do Comportamento com os pressupostos das ciências naturais.

No presente trabalho se desenvolve como proposta principal, uma investigação experimental sobre o comportamento de elementos de aço formados a frio comprimidos em temperaturas elevadas considerando a influência da restrição ao alongamento térmico. Nessa investigação foram avaliadas as distribuições de temperaturas no contorno da seção transversal e ao longo do comprimento dos elementos. Outrossim, avaliou-se a influência da restrição ao alongamento térmico sobre o comportamento mecânico dos elementos, em especial sobre o desenvolvimento das forças de restrição que surgem durante a fase de aquecimento dos mesmos. Concernente ao comportamento térmico, os resultados indicam que a temperatura resistente de elementos expostos ao calor por todos os lados deve ser determinada com base nas medições realizadas em seções a meia altura do elemento devido à distribuição não uniforme de temperatura ao longo do comprimento. Com relação ao comportamento mecânico, os resultados experimentais mostraram que a resistência pós-crítica em temperaturas elevadas desses elementos é pequena e nesse sentido é mais coerente considerar como temperatura resistente a temperatura correspondente ao momento da perda de estabilidade dos elementos. Em caráter complementar e exploratório foram realizadas análises numéricas para melhorar o entendimento do comportamento em temperaturas elevadas dos elementos de aço formados a frio investigados experimentalmente no presente trabalho. Nas análises numéricas foi avaliada uma estratégia de modelagem em elementos finitos para simular a restrição ao alongamento térmico axial em elementos comprimidos submetidos a temperaturas elevadas. Os resultados apontam que os modelos numéricos foram eficientes para prescrever força de compressão resistente em temperaturas elevadas e o tempo resistente. Por outro lado não foram eficientes para prescrever as temperaturas críticas. No âmbito normativo foram realizadas as avaliações do método de cálculo simplificado proposto na ABNT NBR 14323 (2012) e da possibilidade de adequar o método simplificado de cálculo do EUROCODE 3 parte 1.3 (2006) para o dimensionamento em temperaturas elevadas desses elementos. Os resultados sugerem que o método de cálculo simplificado da ABNT NBR 14323 (2012) foi capaz de fornecer satisfatoriamente a força de compressão resistente dos elementos investigados que se enquadravam nas exigências do método. Outrossim, sugerem que o uso do método simplificado do EUROCODE 3 parte 1.3 (2006) com redução da resistência ao escoamento e módulo de elasticidade do aço para o dimensionamento em temperaturas elevadas de elementos de aço formados a frio carece de mais investigações. / The main proposal of this work was an experimental investigation on the behavior of cold-formed steel compressed members at elevated temperatures considering the influence of restraining to the thermal elongation. In this investigation, it was evaluated the temperature distributions on the cross section and along the height of the members. Furthermore, it was evaluated the influence of restraining to the thermal elongation on the mechanical behavior of these members, in particular on the development of restraining forces during their heating phase. Concerning the thermal behavior, the results indicate the critical temperature of members exposed to heat from all sides should be determined based on measurements performed on sections located at mid-span of the members due to the non uniform temperature distribution along the height. With regards to mechanical behavior, the experimental results showed that the post-buckling resistance at elevated temperatures of these members is small and the critical temperature should be considered as the temperature corresponding to the buckling temperature. Additionally numerical analyzes were performed to better understand the behavior of the cold-formed steel members at elevated temperatures that were experimentally investigated in this study. In the numerical analyzes a modeling strategy was evaluated on finite elements to simulate the axial restraining to the thermal elongation in compressed members subjected to high temperatures. The results show that the numerical models were effective to prescribe the ultimate loads at elevated temperatures and the critical time considering the influence of the axial restraining to the thermal elongation. On the other hand, the numerical models were not effective to prescribe the critical temperature. Within the normative scope, the design method proposed in the ABNT NBR 14323 (2012) (project revision) was evaluated as well the possibility of adapting the EUROCODE 3 part 1.3 (2006) design guidelines to the design of cold-formed steel members at elevated temperatures. The results suggest that the design method proposed in the ABNT NBR 14323 (2012) (project revision) was able to accurately predict the ultimate test loads of the members that were within the requirements of the method. On the other hand, it was found that the use of the EUROCODE 3 part 1.3 (2006) design guidelines with reduction of the mechanical properties at elevated temperatures (yield strength and elastic modulus of steel) for design of compressed cold formed steel members at elevated temperature needs further investigations.

Este trabalho tem por objetivo investigar a contribuição da armadura para a capacidade resistente de vigas mistas parcialmente revestidas, bem como sua eficiência para promover o comportamento conjunto aço-concreto, imprescindível para a obtenção de vigas mistas. O estudo engloba uma investigação experimental com ensaios de vigas sob flexão em quatro pontos e uma simulação numérica utilizando o pacote computacional DIANA®, visando obter dados do comportamento de vigas mistas parcialmente revestidas com armadura longitudinal. Foram ensaiados quatro modelos de viga mista parcialmente revestida e duas variáveis foram analisadas: taxa de armadura longitudinal no concreto e posição dos conectores tipo pino com cabeça. Os resultados experimentais mostraram a eficiência do conjunto armadura-conector para o aumento da capacidade resistente à flexão e para a promoção da interação aço-concreto. A simulação numérica teve concordância satisfatória com os resultados experimentais obtidos. / This study aims to investigate the contribution of the steel bars to the flexure capacity and to promote the composite behavior in partially encased composite beams. The study includes an experimental investigation of partially encased beams under bending in four points and a numerical simulation using the computer package DIANA® to collect data from the behavior of partially encased composite beams with longitudinal reinforcement. Four models of partially encased composite beams were tested and two variables were analyzed: rate of longitudinal reinforcement in concrete and position of stud bolts. The experimental results showed the efficiency of the junction between reinforcing bars and stud bolt to the increase the bending capacity of the partially encased beam and to obtain the steel-concrete interaction. The numerical simulation has good agreement with the experimental results.

Equipamentos utilizados em pesquisas em Análise Experimental do Comportamento com sujeitos não humanos tiveram uma trajetória intrincada ao próprio estudo do comportamento. Um tipo de equipamento importante nessas pesquisas é a câmara de condicionamento operante. Diversos incrementos foram feitos nessas câmaras, com estes focados no aumento do controle de variáveis independentes e no registro mais preciso de variáveis dependentes. Uma característica de equipamentos atualmente disponíveis no mercado é o seu alto custo de aquisição e a necessidade do uso de software fechado utilizado pelos mesmos. Diante disso, apresenta-se a construção e avaliação de equipamentos não comerciais de baixo custo para pesquisas operantes. Foram construídas duas câmaras de condicionamento, uma para pombos e outra para ratos. Com o objetivo de avaliar o equipamento construído, submeteram-se dois pombos e dois ratos a esquemas de reforço de razão fixa (FR) e razão variável (VR), e dois pombos e dois ratos a esquemas de reforço de intervalo fixo (FI) e intervalo variável (VI). Replicou-se a maior parte dos aspectos da literatura de esquemas de reforço simples com o equipamento apresentado, o que indica sua adequação ao uso em pesquisas de condicionamento operante como uma alternativa viável de baixo custo / Apparatuses used non-human research in experimental analysis of behavior have had a parallel trajectory to the study of behavior itself. A type of apparatus used in behavioral studies is the operant conditioning chamber. Several improvements have been done to these chambers, focusing in the control of independent variables and more precise registry of dependent variables. A feature of apparatuses available in the market is their high acquisition costs and the need of usage of closed software. In light of this, it is shown the construction and evaluation of alternative low cost apparatuses for behavioral research. Two operant conditioning chambers were built, one for usage with pigeons and the other for the usage with rats. In order to evaluate the apparatus, two pigeons and two rats were submitted to fixed ratio (FR) and variable ratio (VR) schedules of reinforcement, while another two pigeons and two rats were submitted to fixed interval (FI) and variable interval (VI) schedules of reinforcement. The majority of features related to the responding under simple schedules of reinforcement were replicated using the presented apparatus, which indicates its adequacy for the usage in behavioral research as a low cost alternative

Esta pesquisa estuda o comportamento de blocos de concreto armado sobre duas estacas utilizado na ligação pilar-fundação de estruturas de concreto pré-moldado, submetida a ação de força centrada. Nessa situação, a ligação pilar-fundação pode ocorrer por meio do cálice de fundação, que por sua vez pode estar embutido, parcialmente embutido com parte do colarinho saliente, ou externo com o colarinho saliente em relação ao bloco de fundação. Apresenta-se nesta pesquisa o estudo experimental e numérico de blocos de fundação sobre duas estacas com cálice externo, parcialmente embutido e embutido, submetidos à ação centrada utilizando modelos em escala reduzida 1:2. Nos modelos analisados, considerou-se a conformação das paredes do cálice e do pilar com e sem rugosidade. Os resultados são comparados a dois blocos de referência, os quais apresentaram ligação monolítica entre o pilar e o bloco. Foi desenvolvida análise numérica tridimensional utilizando programa baseado no método dos elementos finitos (MEF), na qual foi considerada a não-linearidade física dos materiais. Observa-se que os blocos da série com rugosidade apresentaram maior rigidez e maior força última comparados aos blocos da série sem rugosidade. A armadura adicional utilizada nos modelos sem interface rugosa conferiu aumento na resistência dos modelos na ordem de 15%, o que não ocorreu nos modelos com rugosidade. Particularmente, no caso de blocos com cálice embutido e sem rugosidade, observou-se comportamento de bloco flexível, diferente dos demais modelos. / The present research studies the behavior of two pile caps reinforced concrete used in column-foundation connection of precast concrete structures, submitted to centered load. This situation allows that pile-foundation connection can occur by socket, which can be embedded, partially embedded or external, with socket walls over the pile caps. The research presents an experimental and numerical study of two pile caps reinforced concrete with external, partially embedded and embedded socket, submitted to centered load, using 1:2 scaled models. These models present the socket walls with rough and smooth interface. The results are compared with two reference models, which present a monolithic connection between pile caps and column. Three-dimensional numerical analyses using software based on finite element method (FEM) were developed considering the nonlinear physical behavior of the material. It was observed that pile caps with rough interface present stiffness and ultimate load greater than pile caps with smooth interface. Additional reinforcement using on models with smooth interface add a 15% resistance on models, but this effect did was not observed on the model with rough interface. Particularly, models with smooth interface and embedded socket present a flexible pile caps behavior.

Os pilares mistos preenchidos são elementos estruturais constituídos por um tubo de aço preenchido com concreto de qualidade estrutural. O objetivo principal do trabalho foi estudar o comportamento dos pilares mistos preenchidos de seção circular. Para isso, foi avaliada a influência da resistência à compressão do concreto (fc), da esbeltez do pilar (L/D), da espessura do tubo de aço (t) e da forma de introdução do carregamento, se no núcleo de concreto ou na seção mista do pilar. Foram feitos ensaios experimentais de 64 pilares mistos preenchidos, submetidos à força de compressão centrada. Os resultados de capacidade resistente obtidos foram avaliados e comparados com os resultados de previsão segundo os procedimentos normativos estrangeiros do EUROCODE 4:2004, ANSI/AISC:2005 e CAN/CSA:2001 e do Projeto de Revisão da Norma Brasileira (PR-NBR 8800, draft 2008). Os resultados previstos foram maiores que os experimentais para os procedimentos do ANSI/AISC e da NBR e menores para os procedimentos do EC4 e do CAN/CSA. A partir da comparação dos valores de capacidade resistente experimentais e normativos, foi desenvolvido um estudo de confiabilidade dos valores de força resistente obtidos segundo as equações de dimensionamento dessas normas, por meio da estimativa do erro de modelo inerente a cada uma. Os resultados mostraram que o EC4 apresenta os índices de confiabilidade mais uniformes. Além disso, foi feita uma modelagem numérica dos pilares mistos preenchidos com relação L/D = 10, buscando obter o valor da capacidade resistente desses pilares e compará-los com os resultados experimentais. Embora o modelo numérico tenha representado adequadamente o comportamento dos pilares preenchidos esbeltos, os valores de força última foram inferiores aos experimentais. / Concrete-filled steel tubular columns are structural elements made of a steel tube filled with structural concrete. The main objective of this work was study the global behavior of concrete-filled steel tubular columns. For this, some variables were evaluated: concrete compressive strength (fc), length-to-diameter ratio (L/D), diameter-to-thickness ratio (D/t) and the type of load application (on concrete core or on composite cross section). Tests of 64 concrete filled columns were performed. The columns were subjected to axial load. The results of experimental compressive strength were compared to results from three different international codes (EUROCODE 4:2004, ANSI/AISC:2005 e CAN/CSA:2001) and the national NBR 8800, draft 2008. The results showed, in general, a conservative behavior of values predicted by NBR and ANSI/AISC e non-conservative values by EC4 and CAN/CSA. Based on comparisons between experimental values and codes predictions, an error model variable was estimated to each code and a reliability analysis was performed. The results indicate that the EC4 is the best code with less tendentious behavior of its design equation. A numerical analysis of columns with slenderness (L/D) equal to 10 was carried out to try to predict the peak load of columns and compare the results with those from experimental analysis. Althougth the results of the numerical analysis had a good match to the experimental ones, the values, in average, were conservatives.