Tese (doutorado) - Universidade de São Paulo, Escola Politecnica / Made available in DSpace on 2013-07-15T21:10:32Z (GMT). No. of bitstreams: 0

Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-graduação em Engenharia Civil / Made available in DSpace on 2013-07-15T23:41:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 211524.pdf: 4575806 bytes, checksum: b413d9f89f7471502eab6248f1bb1acd (MD5) / Dentre as propriedades do concreto no estado fresco que apresentam maiores dificuldades de controle, a principal é a perda de fluidez, potencializada no caso de concreto dosado em central. O principal problema quando o abatimento do concreto, no momento do lançamento, está aquém do solicitado é o procedimento usualmente adotado para sua correção, que é a adição indiscriminada de água, resultando no não-atendimento da resistência de projeto. Portanto, a melhor solução, nesse caso, é o emprego de aditivos, uma vez que estes materiais não prejudicam propriedades importantes do concreto, como resistência à compressão e durabilidade, se utilizados adequadamente. Diante disto, este trabalho teve por objetivo propor um método para otimização dos processos de dosagem e proporcionamento do concreto dosado em central (CDC), visando reduzir a perda de trabalhabilidade, bem como recuperá-la no momento do lançamento do concreto, a um custo economicamente viável. Foram estudados, em laboratório, os aditivos plastificante, plastificante polifuncional, plastificante retardador e superplastificante e diferentes métodos de adição, primeiramente em argamassas e, depois de uma pré-seleção, em concretos. Foram variadas nas misturas a relação água/cimento, a consistência inicial e a temperatura ambiente. Ao final, um dos métodos propostos foi aplicado na central de concreto em estudo, analisando-se a viabilidade operacional e econômica de sua implantação definitiva. Chegou-se à conclusão que o estudo de dosagem para CDC deve levar em consideração a perda de trabalhabilidade. Também se verificou que o aditivo plastificante adicionado após 10 minutos do contato entre cimento e água aumenta a fluidez inicial e diminui a taxa de enrijecimento da mistura e que a adição de aditivo superplastificante é um excelente método para recuperar a trabalhabilidade em obra.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil, Florianópolis, 2016. / Made available in DSpace on 2016-12-13T03:12:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 342577.pdf: 5170458 bytes, checksum: 1ca07296b1ac09a53be5b3606c8a0f06 (MD5) Previous issue date: 2016 / A pesquisa estuda a influência da temperatura e da consistência do ligante asfáltico nos ensaios de fadiga e de módulo complexo dos concretos asfálticos. Três misturas asfálticos são preparadas com três ligantes asfálticos com consistências distintas, classificados por penetração em cimento asfáltico de petróleo CAP 10/20 CAP 30/45, CAP 50/70. Os ensaios de módulo complexo foram realizados a flexão alternada em corpos de prova trapezoidais a diferentes frequências e temperaturas. Na representação do ensaio de módulo complexo no plano Cole-Cole são selecionadas três temperaturas para o ensaio de fadiga; uma zona nas temperaturas mais elevadas que a definida pelo valor máximo da componente imaginária do módulo complexo; uma segunda zona definida como temperatura intermediária, onde ocorre o valor máximo da componente imaginária, zona onde deve ocorrer a menor deformação para um milhão de ciclos no ensaio de fadiga, uma terceira zona que correspondente às baixas temperaturas, onde o comportamento mecânico é, predominantemente elástico. O estudo relaciona o módulo complexo com a deformação para um milhão de ciclos do ensaio de fadiga, propondo um modelo analítico desenvolvido a partir da densidade de energia dissipada, para estimar a deformação para um milhão de ciclos a diferentes temperaturas. Conhecidas a deformação para um milhão de ciclos numa temperatura específica e a densidade de energia dissipada do ensaio de módulo complexo, com boa aproximação, é possível realizar dimensionamento de estrutura de pavimento a outras temperaturas, com as misturas preparadas com os ligantes asfálticos do estudo.<br> / Abstract : The research studies the influence of temperature and consistency of asphalt binder in fatigue tests and complex modulus of asphaltic concrete. Three asphalt mixtures are prepared with three asphalt binders with different consistencies, ranked by penetrating asphalt cement CAP10/20, CAP30/45, CAP50/70. The complex modulus tests are performed alternating bending specimens trapezoidal at different frequencies and temperatures .In representation of the complex modulus test in Cole -Cole plan are selected three temperatures for the fatigue test, one zone at higher temperatures than the defined maximum value of the imaginary component of the complex modulus; a second zone defined as an intermediate temperature which occurs the maximum value of the imaginary component area which should occur at less deformation to a million cycles in the fatigue test, and a third zone corresponding to low temperatures, where the mechanical behavior are, predominantly, elastic. The study relates the complex modulus to the deformation for a million cycles of the fatigue test, offering an analytical model developed from the dissipated power density to estimate the deformation of a million cycles at different temperatures. Knowing the deformation of a million cycles at a specific temperature and the dissipated energy density of the complex modulus test, with good approximation, it is possible to define pavement structure at other temperatures, with the mixtures prepared with the asphalt binders of the study.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil / Made available in DSpace on 2012-10-20T23:03:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 209309.pdf: 2277359 bytes, checksum: f7dabc5dbdd3576bca8934ed67a71d9a (MD5) / A utilização de lajes planas data do início do século, sendo que, no princípio tais lajes eram executadas empiricamente e, posteriormente, submetidas a ensaios de carga. Com o desenvolvimento da computação, a modelagem dessas estruturas tornou-se mais acessível aos projetistas e as vantagens inerentes ao sistema tornaram-se visíveis. Mas, ao mesmo tempo em que os computadores facilitaram o cálculo das lajes planas, começaram a surgir questionamentos sobre determinados resultados e problemas a serem solucionados. Um deles é o fato que, teoricamente, quando uma carga concentrada é aplicada em uma laje, essa provoca momentos fletores que tendem ao infinito no seu ponto de aplicação. Por analogia, quando através de algum método numérico, os pilares de uma laje plana são modelados como pontos isolados para o apoio da laje, esses se comportam como cargas concentradas contrárias ao carregamento aplicado, tendendo também a gerar momentos negativos muito elevados nas suas proximidades. Da mesma forma, sabe-se que a malha adotada para discretizar a laje influencia nos esforços e deslocamentos dessa. Nesse trabalho serão estudados processos teóricos e numéricos para o cálculo de lajes planas, bem como os principais fatores a serem considerados na sua modelagem. Será definida uma laje de referência, na qual serão modelados exemplos através da Teoria das Placas, do método dos Elementos Finitos e da Analogia de Grelha. Também serão descritos métodos aproximados utilizados na prática da engenharia. A comparação entre os procedimentos teóricos e numéricos é apresentada no final do trabalho. A modelagem do pilar e da malha da laje nas suas proximidades mereceu atenção especial, inclusive as dimensões do pilar e a sua influência nos resultados. Concluindo, são feitas recomendações para modelagens de lajes planas por Analogia de Grelha e Elementos Finitos, quais os principais parâmetros que devem ser observados e as vantagens e desvantagens de cada processo.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil. / Made available in DSpace on 2012-10-22T02:07:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 207807.pdf: 17814933 bytes, checksum: 1ce351426464bb1122efd34aff19501e (MD5) / O dimensionamento e o detalhamento de vigas de concreto armado é um processo demorado e repetitivo, que consome muito tempo quando executado manualmente. Por este motivo, têm sido grandes os esforços no desenvolvimento de ferramentas computacionais capazes de agilizar esses procedimentos. Dessa forma, procurando incorporar uma série de avanços técnicos e conceituais nessa área, a NBR 6118/1980, passou por um processo de revisão que originou a nova NBR6118/2003. Em virtude dessas alterações, tornou-se necessária a realização de estudos para facilitar, em alguns casos, a aplicação das novas tecnologias, no dia a dia dos profissionais. Para a realização de um estudo dessa natureza, foi necessário desenvolver um programa computacional com base nas prescrições da NBR 6118/2003, que, após o fornecimento de informações relativas à geometria, carregamento e alguns parâmetros de cálculo, seja capaz de realizar o dimensionamento e o detalhamento de vigas de concreto armado. O programa permite ao usuário a visualização de todos os valores obtidos durante o processo, o que é de grande valia para se compreender os motivos pelos quais determinadas soluções foram ou não adotadas. Essas rotinas foram desenvolvidas em um ambiente de linguagem de programação Visual Basic. Os resultados de dimensionamento e detalhamento de sete vigas-exemplo são apresentados e comparados com resultados obtidos a partir de programas comerciais de cálculo estrutural, com o objetivo de verificar o impacto que as novas prescrições da NBR 6118/2003 tem sobre esses resultados. É importante ressaltar, ainda, que esse estudo deu maior ênfase na avaliação dos novos métodos de cálculo da armadura transversal e na imposição de uma nova posição da linha neutra sobre os apoios.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil. / Made available in DSpace on 2012-10-19T21:05:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 226913.pdf: 4938474 bytes, checksum: 797910bd793cd3d21c630607408c2c94 (MD5)

É consenso mundial a importância de estudos sobre a penetração de cloretos nos concretos, devido ao caráter deletério destes íons quanto à corrosão das armaduras. Quando os íons cloretos ingressam no concreto em quantidade suficiente causam a despassivação e a corrosão das armaduras, conduzindo à diminuição da vida útil das estruturas. Os cloretos podem ser introduzidos no concreto de várias maneiras: como aditivo, pela contaminação da água ou da areia, ou podem ingressar provindos do meio externo. Os cloretos potencialmente agressivos geralmente penetram na estrutura dissolvidos em água, através dos mecanismos de penetração de água e transporte de íons, sendo um dos mecanismos que ocorrem com maior freqüência a difusão. Este mecanismo de penetração de íons cloretos nas estruturas de concreto armado é influenciado pela relação água/aglomerante, o tipo de cimento, a presença de adições, a cura, o tempo, a temperatura de exposição, dentre outros, e seus valores ainda podem ser utilizados em modelos matemáticos para previsão de vida útil. Assim, este trabalho objetiva avaliar o coeficiente de difusão de cloretos em concretos confeccionados com dois tipos diferentes de cimento (CP II F e CP IV), cinco distintas relações água/cimento (0,28, 0,35, 0,45, 0,60 e 0,75), cinco temperaturas de cura (5, 15, 25, 30 e 40°C) e cinco diferentes idades (7, 14, 28, 63 e 91 dias). Paralelamente foram realizados ensaios de resistência à compressão axial e penetração acelerada de cloretos. A metodologia utilizada permitiu avaliar e medir os coeficientes de difusão de cloretos nos concretos confeccionados, tendo sido observados que os coeficientes diminuem com a elevação da temperatura de cura e da idade, com o uso do cimento CP IV e com a redução da relação água/cimento.

As construções de concreto no estado do Pará têm se deteriorado de maneira prematura, sendo a corrosão das armaduras o problema de maior incidência, apesar da região não se constituir em um ambiente de extrema agressividade, mesmo nas principais cidades. Uma das principais causas é a utilização de concretos com alta permeabilidade. Em Belém, capital do estado, os agregados empregados nas construções são areias extremamente finas e seixos friáveis, materiais que dificultam a produção de misturas de concreto com relações água/cimento reduzidas, em razão da elevada demanda de água que requerem. Apesar da escassez de agregados de boa qualidade, há grande disponibilidade no estado de materiais pozolânicos altamente reativos como a sílica ativa e o metacaulim, que podem viabilizar técnica e economicamente a produção de concretos de alto desempenho. Nessa pesquisa investiga-se a possibilidade do uso de concretos de alto desempenho com os materiais disponíveis no estado (cimentos e agregados), empregando adições de sílica ativa e metacaulim. A sílica ativa utilizada no trabalho é subproduto de uma indústria de produção de silício metálico e o metacaulim proveniente da calcinação do rejeito do processo de beneficiamento de uma industria de mineração de caulim. Os desempenhos das misturas com e sem pozolanas foram avaliados pela resistência à compressão, pela taxa de absorção de água por sucção capilar e pela penetração acelerada de íons cloretos (ASTM C 1202). O teores de adição estudados foram 5%, 10%, 15% e 20% de sílica ativa e 10% de metacaulim Os concretos com adições minerais apresentaram resultados de resistência à compressão significativamente superiores aos dos concretos sem adição para as misturas com baixo a moderado consumo de cimento (relações água/aglomerante elevadas). Com relação a taxa de absorção capilar e a carga elétrica passante, a incorporação das pozolanas reduziu significativamente a permeabilidade das misturas para todas as relações água/aglomerante estudadas. A resistência à compressão dos concretos com 10% de metacaulim foram similares a dos concreto com sílica ativa e as taxas de absorção capilar foram ligeiramente superiores, dando indícios da potencialidade do rejeito do beneficiamento do caulim como adição mineral altamente reativa A máxima resistência obtida foi de apenas 42MPa, apesar disso, os resultados desse estudo demonstraram que mesmo com resistências convencionais (fck entre 15 MPa e 20 MPa), é possível produzir misturas de concreto no Pará com durabilidade bastante superior às empregadas atualmente, através do uso de pozolanas altamente reativas como a sílica ativa e o metacaulim.

Este trabalho tem por objetivo desenvolver e implementar, computacionalmente, procedimentos numéricos eficientes, aplicados à determinacão do diagrama momento-curvatura, correspondentes à: -uma seção tipica, em vigas de concreto armado, submetida à carga monotônica ou cíclica de curta duração; - um ponto genérico da superficie média em placas de concreto armado, submetidas à carga monotônica de curta duração. Ainda à luz dos resultados obtidos, visa também propôr um modelo simplificado em termos de resultantes de tensões e deformações generalizadas. Inicialmente, é descrito um modelo laminar para vigas, no qual a carga é aplicada de forma incremental sendo que para cada etapa, as equaçães de equilibrio não-lineares são resolvidas de maneira iterativa. Como consequência é proposta uma relação momento-curvatura em termos de resultantes. A fim de verificar a validade e aplicabilidade dos métodos e dos algorítmos estudados e comparar-se os resultados com dados experimentais e respostas obtidas por outros pesquisadores, é apresentada uma série de exemplos numéricos. A continuação, é aplicado o procedimento anterior para modelos de laje, livres de solicitações de membrana. Finalmente através de um estudo paramétrico dos diversos fatores que afetam o diagrama momento-curvatura, propõe-se uma relação simplificada. / The objective of the present study is to develop an efficient numerical procedure for obtaining the moment-curvature relationship, corresgondents: - a typical section, in reinforced concrete beams, under cyclic or monotonically short term loading; - a generic point on the average of reinforced concrete plates under monotonik, short duration loading. On the basis of the results indicated above, a simplified model is proposed, in terms of: generalized stresses and deformations. At first, a laminar model applicable to beams is described. The loads are incrementaly applied and at each slage the nonlinear equilibrium equations are solved iterative manner. In consequence it is proposed moment-curvature relationship in term of resultants. Several numerical examples are presented in order to verify the validity and applicability of the developed models. The results obtained are compared to experimental and analytical data obtained by others investigators. Next, the procedure previously described is applied to slabs free of membrane stresses. Finally through a parametric studu of the different factors that affect a moment-curvature relationshhip, a simplified diagram is progosed.

o objetivo deste trabalho é a análise de barragens de gravidade de concreto desde a faseda sua construção até sua completa entrada em serviço. Inicialmente é feita a análise da fase construtiva, onde o problema fundamental é devido às tensões térmicas decorrentes do calor de hidratação. O método dos elementos finitos é empregado para a solução dos problemasde transferência de calor e de tensões. A influência da construção em camadas é introduzidaatravés da redefinição da malha de elementos finitos, logo após o lançamento de cadacamada de concreto. Uma atenção especial é dada ao problema de fissuração em estruturas de concreto simples.Algunsmodelos usuais são apresentados, discutindo-se a eficiência dos mesmos. Os modelosde fissuração distribuída têm sido preferidos, em virtude dos vários inconvenientes apresentados pelas formulações discretas. Esses modelos, entretanto, fornecem resultados dependentesda malha de elementos finitos e alguma consideração adicional deve ser feita para corrigiressas distorções. Normalmente, tenta-se corrigir esse problema através da adoção de umaresistênciaà tração minorada que é definida em função da energia de fratura do material. Neste trabalho, é demonstrado que esse procedimento não é satisfatório e é proposta uma novaformulaçãopara a análise de grandes estruturas de concreto. A análise das tensões na etapa de construção da barragem é feita com o emprego de um modelo constitutivo viscoelástico com envelhecimento para o concreto. Em virtude do envelhecimento,a matriz de rigidez da estrutura é variável no tempo, devendo ser redefinida e triangularizadaem cada instante. Isto leva a um grande esforço computacional, sobretudo, quandoa barragem é construída em muitas camadas. Para evitar esse inconveniente, adota-se um procedimento iterativo que permite que a matriz de rigidez seja redefinida em poucas idadesde referência. Numa segunda etapa da análise, a barragem é submetida à pressão hidrostática e a uma excitação sísmica. A análise dinâmica é realizada considerando-se o movimento do sistema acoplado barragem-reservatório-fundação. O sismo é considerado um processo estocásticonão estacionário e a segurança da estrutura é determinada em relação aos principais modos de falha / Analysis of concrete gravity dams during their construction stages and when they are subjectedto seismicloads is the objective of this work. Initially,thermal stresses due to hidratation heating are computed using the finite. elementmethod to solve the heat transfer and the mechanical problems, respectively. After eachconcrete layer is added during the construction stage, the finite element mesh is redefined. Spetial attention is given to concrete cracking. Some usual models are presented and their efficiencyare discussed. As several difficulties arise when a discrete formulation is used, a distributedmodel is preferred. Results obtained with distributed cracking formulations are usually dependent of the finite element mesh employed in the system; thus, additional assumptionsmay be used in order to avoid such distorsions. Commonly, an equivalent tensile strengthdefined as a function of the material ffacture energy is used, but this procedure is not satisfactoryand a new formulation for large concrete structures is proposed in this work. Stress analysis during construction stages is carried out using a viscoelastic constitutive model including aging effects. As in this case the stiffness matrix is time dependent, as iterative procedure defining the coefficient matrix of the algebric systems of equationsonlyin few time steps is used in order to avoid a significativecomputational effort. In a second stage, the concrete gravity dam is subjected to hydrostatic pressure an to a non stationary stochastic earthquake excitation. The dynamic analysis is accomplished consideringthe coupled system dam-reservoir-foundation and structural safety is determined withrespectto the mainfailure modes.