Este trabalho apresenta um modelo computacional para análise tridimensional de peças de concreto armado, utilizando o método dos elementos finitos. São utilizados modelos constitutivos elasto-viscoplásticos para representar o comportamento dos materiais, quando submetidos a cargas de curta ou longa duração. Se a estrutura está submetida a cargas de curta duração, o modelo desenvolvido fornece, quando alcançado o estado estável, a solução do problema elastoplástico. Em contrapartida, se a estrutura está submetida a cargas de longa duração, o modelo pode representar o comportamento viscoelástico com envelhecimento do concreto. Foi utilizado um modelo de camadas superpostas para assegurar uma representação adequada do comportamento real do concreto ao longo do tempo. Deste modo, admite-se que o concreto é constituído por um número conveniente de camadas, que apresentam a mesma deformação. Para a fissuração do concreto, utilizou-se um modelo de fissuras distribuídas, que leva em consideração a contribuição do concreto entre fissuras O objetivo deste estudo é a modelagem da armadura e do reforço nas peças de concreto armado, através de um modelo de aderência entre o concreto e o material adjacente. A armadura é introduzida no modelo como uma linha de material mais rígido dentro do elemento de concreto. E, a consideração da degradação da aderência é realizada através de um modelo onde os efeitos da aderência imperfeita são incluídos pela introdução de graus de liberdade para os deslocamentos relativos entre os materiais. Os resultados obtidos com este programa computacional são comparados com valores experimentais disponíveis na literatura, visando validar o modelo matemático e a metodologia numérica.

O objetivo deste trabalho é o desenvolvimento de um programa computacional, elaborado através do método dos elementos finitos, para análise tridimensional de situações de punção em lajes de concreto armado com e sem armadura de cisalhamento. São utilizados modelos constitutivos elasto-viscoplásticos para representar o comportamento do concreto. Para a simulação do concreto submetido a um carregamento de longa duração, empregou-se o modelo de camadas superpostas. Este modelo admite que o concreto é constituído por um número conveniente de camadas com a mesma deformação, porém características materiais diferentes. A tensão total é obtida pela soma das contribuições de cada camada. A armadura é introduzida no modelo como uma linha de material mais rígido no interior do elemento de concreto. Considera-se aderência perfeita entre o concreto e o aço. Assim, os deslocamentos ao longo das barras de aço são determinados a partir dos deslocamentos nodais dos elementos de concreto. Desta forma, a matriz de rigidez da armadura tem a mesma dimensão da matriz de rigidez do elemento de concreto, as quais são somadas para a obtenção da matriz de rigidez total Para representar o comportamento após à fissuração do concreto, é utilizado o modelo de fissuras distribuídas, onde apenas as propriedades dos materiais são modificadas e a malha de elementos finitos não necessita de atualização. Sugerem-se duas formulações para a consideração da contribuição do concreto entre fissuras e da redução na capacidade de transferência de corte devido ao aumento da abertura da fissura. Este último é incluído através de uma simplificação, que consiste em atribuir ao módulo de elasticidade transversal, correspondente ao plano fissurado, um valor reduzido. Para comprovar a validade do programa computacional desenvolvido, comparam-se os resultados numéricos com valores experimentais de ensaios realizados por Coelho (1999), Trautwein (2001) e Fusco (1988). Obtiveram-se boas aproximações para lajes com e sem armadura de cisalhamento. Desta forma, o programa computacional desenvolvido pode ser empregado para generalizar resultados experimentais em lajes cogumelo com variação na resistência do concreto, na bitola das barras de armadura, no espaçamento entre as barras e no número de camadas de armadura de cisalhamento.

El mercado de construcción cada vez nos presenta nuevos materiales de construcción y nuevas facilidades para su ejecución, como en países de Europa, Oriente Medio, Asía, en la que en busca de solucionar problemas de la construcción frente a las condiciones climáticas, socioeconómicas y tecnológicas, se ha formado varias empresas que han propuesto el Bloque de concreto aligerado, en el que agregan perlas de poliestireno al concreto, para proporcionar masas livianas al producto y proporcionarles otras características adicionales ventajosas en costos y construcción. Es éste el tema que se quiere implementar a un tema de autoconstrucción en nuestro país, y probar la factibilidad del producto.

Con frecuencia los modelos de evaluación aplicados a carreteras consideran aspectos relativos a la funcionalidad, seguridad, comodidad del usuario, medioambiente, etc. Sin embargo, dichos aspectos pocas veces son evaluados de forma integrada o asociada.Para evitar esta carencia, se hace necesario relacionar otras variables de igual importancia a través de un índice de valor. El cual, es definido como una medida de solución respecto al beneficio obtenido de la alternativa estudiada.El objetivo de esta tesis se centra en la aplicación de una metodología de toma de decisión en el ámbito de carreteras, evaluando su sostenibilidad a través de un "índice de valor".Para conseguir este objetivo, se parte de un modelo estructurado en tres ejes: requerimientos, componentes y el ciclo de vida. El eje de requerimientos comprende los objetivos, metas y necesidades que debe cumplir la carretera. En el eje de componentes se han de definir los diferentes elementos que la conforman (capa rodadura, estructura, etc.). Y en el eje de ciclo de vida se atiende la vertiente temporal del proyecto, y a partir de la intersección de estos ejes se realiza la valoración.Para llevar a cabo esta valoración, la metodología establece varias etapas: la construcción del árbol de requerimientos (análisis previo), calificación de la respuesta de la alternativa con respecto a un indicador, construcción de la función de valor, ponderación (pesos) en cada nivel jerárquico, cálculo del valor de la alternativa y el análisis de sensibilidad. Aportando rigurosidad al método con la aplicación de distintas herramientas matemáticas como el Analytical Hierarchy Process (A.H.P.).Para potencializar la propuesta primeramente se examina un caso práctico para la construcción de una carretera. Además, con el objeto de verificar la versatilidad de la herramienta metodológica en otros ámbitos, se ha desarrollado un caso práctico en el entorno universitario. / Frequently the evaluation models applied to highways consider aspects regarding the functionality, security, comfort of the user, environment, etc. Nevertheless these aspects not very often are evaluated in an integrated or associated way. In order to avoid this deficiency, it is made necessary to relate other variables of equal importance through a value rate. This is defined as a measurement of solution with respect to the obtained benefit of the studied alternative. The objective of this thesis concentrates in the application of a methodology of decision making in the scope of highways, evaluating its sustainability through a "value rate". In order to secure this objective, part of a model structured in three axes: requirements, components and the service life. The axis of requirements includes the objectives, goals and needs that must fulfill the highway. In the axis of components are defined the different elements conform that it (asphalted course, structure, etc.). And in the axis of service life the temporary slope of the project is taken care of, and from the intersection of these axes the valuation is realized. In order to carry out this valuation, the methodology establishes several stages: the construction of the tree of requirements (previous analysis), qualification of the answer of the alternative with respect to an indicator, construction of the value function, consideration (weights) in each hierarchic level, calculation of the value of the alternative and the sensitivity analysis. Contributing rigor to the method with the application of different mathematical tools like the Analytical Hierarchy Process (A.H.P.). In order to potentials the proposal firstly a practical case for the construction of a highway is examined. In addition, with the intention of verifying the versatility of the methodological tool in other scopes, a practical case in the university surroundings has been developed.

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El concreto Autocompactante está dirigido principalmente para el empleo del concreto en elementos que poseen difícil acceso, alta congestión de acero o por el proceso necesita ser vertido en el menor tiempo posible. Es posible desarrollar un concreto autocompactante para resistencias convencionales como f´c 210, 245 y 280 kg/cm2 con adiciones de microfiller calizo. El trabajo fue desarrollado considerando como base comparativa los diseños de resistencia a la compresión f´c 210, 245 y 280 kg/cm2 cuyos contenidos referenciales de cemento son equivalentes a 9, 11 y 12 bolsas de cemento, respectivamente. Se estableció un espectro de análisis para la adición del microfiller calizo considerando porcentualmente dosis de 30%, 40%, 50% y 60% de adición respecto al contenido total del cemento más microfiller calizo. Los componentes de las mezclas son de procedencia local como el cemento tipo I de marca Sol, la adición mineral de microfiller calizo, ambos de Cementos Lima, los agregados fino y grueso de huso #89 procedentes de cantera Jicamarca, el agua de la red pública y los aditivos retardante reductor de agua de rango medio y superplastificante de alto rango a base de policarboxilatos de BASF Perú. Se elaboraron mezclas de concreto bajo similares condiciones ambientales y controladas a escala de laboratorio. El estudio ha permitido el uso de los mismos contenidos de cemento empelados en concretos convencionales como base para mezclas autocompactantes y el empleo de un material de reemplazo como el microfiller calizo que es el residuo captado de los filtros en la elaboración del cemento, Los diseños con sólo cemento que logran un mejor comportamiento son aquellos que tienen contenidos de cemento entre 460 y 500 kg/m3, debido a que el empleo de contenidos menores nos obligarían a empelar aditivos modificadores de viscosidad para evitar una posible segregación de la mezcla, en la búsqueda de mayores extensibilidades iniciales y la limitación del contenido de agua y aditivos. A las mezclas que se incluyeron microfiller calizo también se consideraron dosis de reemplazo a su contenido de cemento logrando mezclas de hasta 260 kg/m3 de cemento para adiciones de 30%, 40%, 50% y 60% del cementante total; bajo consideraciones de mezclas autocompactantes mientras se incrementaba el porcentaje de adición las mezclas lograban mejores desempeños en la fluidez de la mezcla. Las mezclas con adición de microfiller calizo tienen un mejor comportamiento en la capacidad de relleno respecto a las mezclas con sólo cemento, debido a que las últimas presentan mayor cohesión en la mezcla. Respecto a la medición de la permeabilidad del concreto, las mezclas convencionales no cumplirían requisitos para ser evaluados debido a que el ensayo está considerado para relaciones a/cm menores a 0.50, las muestras en estudio con sólo cemento y adiciones de microfiller calizo alcanzan una clasificación de permeabilidad alta. La durabilidad del concreto evaluada por el ensayo de abrasión demuestra que los concretos con sólo cemento tienen un mejor comportamiento frente al desgaste superficial y los concretos con adiciones al 30% y 40% de microfiller calizo obtienen pérdidas de material superficial similares, siendo las muestras con adiciones de 50% y 60% las que tienen a incrementar el desgaste superficial. Las resistencias a la compresión en mezclas con adición de microfiller calizo se mantienen en el rango promedio de 360 kg/cm2 con una variación promedio de 60 kg/Cm2 entre las adiciones extremas de microfiller calizo (30% y 60%), esto supera definitivamente el f´c convencional y ofrece un valor agregado respecto las características de una mezcla autocompactante.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:27:12Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2012-04-11Bitstream added on 2014-06-13T18:31:02Z : No. of bitstreams: 1 tavares_aj_me_ilha.pdf: 2638696 bytes, checksum: bead0d992b9718edae9e9f933749cabb (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / A aderência entre o aço e o concreto é fundamental para a existência das estruturas de concreto armado, uma vez que os dois materiais atuam em conjunto para absorver os esforços solicitantes. O fenômeno da aderência é considerado complexo no que se refere aos vários fatores que o influenciam. Para melhor compreender esse fenômeno, várias investigações vêm sendo realizadas, com o pretexto de estabelecer um parâmetro que expresse a evolução da tensão de aderência em função do deslizamento da barra de aço. Vários tipos de ensaios de aderência foram propostos ao longo dos anos. Dentre eles surgiu a proposta modificada do ensaio pull-out elaborada por Lorrain e Barbosa (2008) denominada de ensaio APULOT, e que vem a ser um dos objetivos desta avaliação numérica. Baseados nos resultados experimentais obtidos por Vale Silva (2010) e por Soudais (2011) quer seja para os ensaios pull-out convencionais, quer seja para o ensaio modificado, APULOT, procura-se, neste estudo, conhecer melhor o comportamento do fenômeno da aderência aço-concreto, através da simulação numérica. Este trabalho avalia a distribuição de tensões e a fissuração do concreto que ocorre durante os ensaios de arrancamento pull-out e APULOT através da análise numérica utilizando o código de cálculo ATENA, baseado no Método dos Elementos Finitos (MEF), o qual possui elemento de interface baseado no modelo de Mohr-Coulomb. Avalia-se também a influência de alguns parâmetros que intervêm no comportamento da aderência aço-concreto, tais como: o diâmetro da armadura, a resistência à compressão do concreto e o comprimento de ancoragem. A análise numérica serviu como uma ferramenta de apoio aos ensaios experimentais, que visam a validação, validação parcial, ou não recomendação do ensaio de aderência... / The bond between steel and concrete is essential for the existence of reinforced concrete structures as both materials act together to absorb the structural strain. The bond phenomenon is considered to be complex regarding many factors that affect it. To better understand this phenomenon, many investigations have been conducted under the pretext of establishing a parameter that express the evolution of the bond stress versus the steel bar slip. Several types of bond tests have been proposed over years. Among those tests, the modified pull-out test developed by Lorrain and Barbosa (2008), called APULOT test, is one of the objectives of this numerical evaluation. Based on experimental results obtained by Vale Silva (2010) and Soudais (2011) either by conventional pull-out tests, or by modified test APULOT, we search in this study to better understand the behavior of the steel-concrete bond phenomenon through numerical simulation. This study evaluates the stress distribution and the concrete cracking that occurs during pull-out and APULOT tests through numerical analysis, using ATENA calculation code, based on the Finite Element Method (FEM), which has interface elements based on Mohr-Coulomb model. It is also evaluated the influence of several parameters that affect the behavior of the steel-concrete bond such as the reinforcement diameter, the concrete compressive strength and the anchorage length. Numerical analysis worked as a tool to support experimental tests aimed at validation, partial validation or non-recommendation of the modified testing of steel-concrete bond - APULOT test - as a quality control test of structural... (Complete abstract click electronic access below)

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:27:12Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2012-02-28Bitstream added on 2014-06-13T20:16:14Z : No. of bitstreams: 1 girotto_ls_me_ilha.pdf: 8439548 bytes, checksum: 991ffb2c2358997a506120000ab2b2ef (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O objetivo do trabalho e investigar os mecanismos de retração plástica e fissuração nas primeiras idades de argamassas do concreto auto-adensavel (CAA), avaliando a influência do teor de superlubrificante e da adição mineral na composição das mesmas. Usando a metodologia proposta por Repette-Melo para dosagem do concreto auto-adensavel foi realizado um estudo reológico minucioso das fases de pasta e argamassa do CAA, utilizando reometro R/S Rheometer com controle da taxa de tensao e deformação. Na investigação do mecanismo de retração plástica e fissuração nas primeiras idades das argamassas do CAA utilizou-se o aparato experimental inspirado no trabalho realizado por Turcry (2004) e, simultaneamente, realizou-se a mensuracao da perda de massa, temperatura interna e pressao capilar das composicoes analisadas. Além disso, a captura de imagens pelo procedimento de time-lapse foi empregado para analise visual do comportamento durante a processo de fissuração. A analise reológica das fases pasta e argamassa mostraram que as incorporações de adições minerais de reatividade distintas apresentam diferentes teores de adicao mineral e comportamentos distintos com a aumento do teor de superplastificante. Este diferente comportamento reológico se refletiu nos resultados de retração plástica e fissuração nas primeiras idades. Os resultados de retração plástica mostraram superiores para a composição com silica ativa independentemente da ação do vento ou teor de superplastificante. Entretanto para o assentamento plástico esta afirmativa se confirma somente para as ensaios com ventilação imposta. A fissuracao nasprimeiras idades. resuJtou em. majores areas fissuradas para a composição de sílica ativa tambem independentemente da ação do vento au teor de superplastificante. 0 efeito do comportamento... / The objective of this study is to investigate the mechanisms of plastic shrinkage and cracking at early ages of self-compacting concrete (SCC) mortars extracted, evaluating the influence of superplasticizer and the mineral addition of the same compositions. Using the Repetto-Melo methodology to measure the self-compacting concrete was conducted a detailed study of the rheology of paste and mortar phases, using the rheometer R / S Rheometer with control of stress rate and strain. In the study of plastic shrinkage and cracking mechanism at early ages of self-compacting concrete (SCC) mortars extracted used the experimental equipment inspired by the work done by Turcry (2004) and, simultaneously, analysed the measurement of mass loss, internal temperature and capillary pressure of compositions. furthermore, the capture of images by time-lapse procedure was used for visual analysis of the behavior during the cracking process. The rheological analysis of paste and mortar phases showed that the incorporation of mineral addition with different reactivity have different mineral addition contents and different behaviors with increasing superplasticizer content. This different rheological behavior was reflected in the results of plastic shrinkage and cracking at early ages. The plastic shrinkage results revealed higher for the composition with silica fume independently of the Wind action or superplasticizer content. However for vertical plastic deformation this statement is confirmed only for tests with Wind action. The cracking at early ages resulted in larger cracked areas for the composition of silica fume also independently of the Wind action or superpJasticize content. The effect of the rheological behavior of the compositions on the plastic shrinkage and cracking characterized that there is a decrease of these... (Complete abstract click electronic access below)

Made available in DSpace on 2016-05-17T16:51:49Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-11-13. Added 1 bitstream(s) on 2016-05-17T16:55:44Z : No. of bitstreams: 1 000864135.pdf: 2829972 bytes, checksum: 76ff595e8a34bbcadd273fe1e6da5181 (MD5) / No presente trabalho foram utilizados resíduos de construção e demolição oriundos de uma central de reciclagem, visando a confecção de concretos permeáveis. Objetivou-se avaliar a influência da utilização destes resíduos no comportamento mecânico do concreto permeável, tendo em vista a sua utilização na pavimentação de espaços urbanos, com enfoque na permeabilidade do pavimento. O trabalho consistiu de pesquisa experimental, com realização das seguintes etapas: caracterização dos materiais utilizados, segundo as normas específicas; realização de ensaios para determinação do traço adequado do concreto; realização de ensaios de permeabilidade com o uso de um permeâmetro de carga variável; realização de ensaios para determinação do coeficiente de porosidade e realização de ensaios de resistência à compressão. Foram moldados quatro modelos, sendo um de referência e os demais com 5%, 10% e 15% de substituição de brita por RCD e os ensaios foram feitos nas idades de 7, 28 e 56 dias. O concreto permeável produzido com os resíduos de construção apresentaram resultados satisfatórios, em termos de drenagem e resistência, alcançando parâmetros adequados para este tipo de concreto / In this paper we used construction and demolition waste originating from a central recycling, aiming to elaborate permeable concrete. The objective was to evaluate the influence of the use of these wastes in the mechanical behavior of permeable concrete, with a view to their use in paving urban spaces, focusing on the permeability of the pavement. The work consisted of experimental research, performed the following steps: characterization of the materials used according to specific rules; performing tests to determine the appropriate dash of concrete; performing permeability test using a variable load permeameter; performing tests to determine the coefficient of porosity and performing compressive strength tests. Four models were molded, being a reference and the other with 5%, 10% and 15% of gravel replacement for RCD and the tests were made at the ages of 7, 28 and 56 days. The permeable concrete produced with the construction waste showed satisfactory results, in terms of drainage and compressive strength, achieving appropriate parameters for this type of concrete