Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2015. / Submitted by Fernanda Percia França (fernandafranca@bce.unb.br) on 2016-01-14T19:42:47Z No. of bitstreams: 1 2015_MartaLilianaGonzálezSuarez.pdf: 2680078 bytes, checksum: 503b7200e4c6c26abbd764e3934d9d6b (MD5) / Approved for entry into archive by Marília Freitas(marilia@bce.unb.br) on 2016-05-26T16:53:16Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_MartaLilianaGonzálezSuarez.pdf: 2680078 bytes, checksum: 503b7200e4c6c26abbd764e3934d9d6b (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-26T16:53:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_MartaLilianaGonzálezSuarez.pdf: 2680078 bytes, checksum: 503b7200e4c6c26abbd764e3934d9d6b (MD5) / Esta pesquisa tem como objetivo analisar a influência da adição de polímeros superabsorventes (PSA) na mitigação da retração autógena e seu efeito nas propriedades mecânicas, em microconcretos de alta resistência com diferentes relações água/cimento. O programa experimental é desenvolvido com oito misturas de microconcretos distribuídas da seguinte forma: uma mistura de referência com relação a/c=0,30 e mais três misturas com teores de PSA de 0,1%, 0,2% e 0,3% (em relação à massa do cimento), duas misturas de referência com relações água/cimento iguais a 0,35 e 0,40 respectivamente e mais duas misturas com 0,2% de PSA, uma para cada referência. A retração autógena foi determinada, segundo a metodologia proposta por TAZAWA (1999), desde o tempo zero até a idade de 28 dias. Para determinar a transição suspensão - sólido, ou tempo zero dos microconcretos, para balizar o inicio da determinação experimental da retração autógena foi utilizada a técnica do ultrassom, desenvolvida por SILVA (2007). Os resultados experimentais mostraram que a adição de polímeros superabsorventes constitui uma solução promissora na mitigação da retração autógena em microconcretos de alta resistência. O efeito do polímero foi mais acentuado no microconcreto com menor relação água/cimento (a/c= 0,30), principalmente nos primeiros 7 dias de idade. Foi observada uma diminuição na eficiência do PSA à medida que aumenta a idade dos microconcretos. As adições de PSA nos teores de 0,2% e 0,3% foram as mais eficientes na mitigação da retração autógena, no entanto, foi observado que quanto maior o teor de PSA maior foi a diminuição das propriedades mecânicas dos microconcretos estudados, em comparação com os microconcretos de referência. / This research aims to analyze the influence of the addition of superabsorbent polymers (SAP) in the mitigation of autogenous shrinkage and its effect on the mechanical properties of high strength concretes with different water/cement ratios. The experimental program is developed with eight mixtures distributed as follows: A mixture of reference with w/c ratio = 0.30 and three mixtures with SAP levels of 0.1% , 0.2% and 0.3% (in relation to the mass of cement), two mixtures of reference with w/c ratios equal to 0.35 and 0.40 respectively and two mixtures with 0.2% of SAP, one for each reference. The autogenous shrinkage was determined from time zero until the age of 28 days. To determine the suspension – solid transition, or zero time of the concrete, to mark the beginning of the experimental determination of autogenous shrinkage was used the technique of ultrasound. The experimental results showed that the addition of superabsorbent polymers constitute a promissory solution for mitigating autogenous shrinkage in high strength concrete. The effect of the polymer was more pronounced in the mixture with lower water / cement ratio (w / c = 0.30), particularly during the first 7 days of age. A decrease was observed in the SAP efficiency as it increases the age of the concrete. The additions of SAP in levels of 0.2% and 0.3% were the most effective in mitigating the autogenous shrinkage, however, it was observed that the higher level of SAP had greater decrease of the mechanical properties of the studied mixtures compared with the mixture of reference.

Tese (Doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2010. / Submitted by Albânia Cézar de Melo (albania@bce.unb.br) on 2011-05-03T15:54:17Z No. of bitstreams: 1 2010_JoaoLuizArmelin.pdf: 24597506 bytes, checksum: 4c0d82b719a6e68a3685e6686414ebf9 (MD5) / Approved for entry into archive by Daniel Ribeiro(daniel@bce.unb.br) on 2011-05-11T02:02:39Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2010_JoaoLuizArmelin.pdf: 24597506 bytes, checksum: 4c0d82b719a6e68a3685e6686414ebf9 (MD5) / Made available in DSpace on 2011-05-11T02:02:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2010_JoaoLuizArmelin.pdf: 24597506 bytes, checksum: 4c0d82b719a6e68a3685e6686414ebf9 (MD5) / A determinação de tensões in situ em maciços rochosos tem assumido importância crescente quando se trata de projetar a ocupação do espaço subterrâneo uma vez que as manifestações dessas tensões influenciam não apenas a disposição espacial e a geometria das estruturas subterrâneas, mas também os processos executivos nelas aplicados. Por outro lado, tensões não previsíveis, que desencadeiam patologias têm sido detectadas em diversas estruturas de concreto, impondo-se também sua determinação de forma a subsidiar as providências de recuperação. As técnicas de medição de tensões in situ têm evoluído durante anos, tendo se iniciado com os métodos de alívio de tensões por exposição de superfícies nos anos 1930 e 1940, prosseguindo com as almofadas planas de 1950, os métodos de alívio de tensões em furos dos anos 1950 e 1960 e aplicações à engenharia do método do fraturamento hidráulico nos anos 1970. Métodos e dispositivos têm sido desenvolvidos em diversos países para a medição das tensões in situ. Nesse contexto esta tese trata do desenvolvimento de dois dispositivos para essa finalidade. O primeiro deles uma célula triaxial para a determinação das tensões in situ pelo método da sobrefuração (overcoring) e o segundo, um pressiômetro que determina essas tensões pelo método da reposição dos deslocamentos. A ênfase sobre os métodos mencionados deve-se à possibilidade de emprego dual dos mesmos, tanto em maciços rochosos quanto em estruturas de concreto. O estudo tem início com uma revisão sobre as origens das tensões na crosta terrestre e nas estruturas de concreto, analisando os fatores que influenciam na distribuição dessas tensões, avaliando diversos métodos e dispositivos dedicados à sua determinação com ênfase em dois métodos, o da sobrefuração (overcoring) e o da reposição dos deslocamentos/deformações. São discutidas ainda a acurácia dessas determinações, as incertezas que as cercam e ao final, é apresentada uma sequência de questões voltadas à definição de necessidades, escolha do método e garantia da sua qualidade. O desenvolvimento propriamente dito se inicia pela modelagem que definiu as características geométricas da célula triaxial, descreve a seleção dos seus sensores, detalha a sua fabricação e o projeto e desenvolvimento de dispositivos acessórios. São apresentados também os ensaios em laboratório e os testes in situ comparativos com células já consagradas no âmbito internacional. Com relação ao pressiômetro, são relatados os testes in situ iniciais que nortearam sua concepção e apresentado o projeto e o desenvolvimento final do dispositivo. Na sequência, são apresentadas as modelagens, física e numérica, cujo objetivo seria indicar a disposição ideal dos elementos de indicação e controle das deformações. Por fim descreve-se o emprego do pressiômetro em um furo circular na face de um bloco de argamassa submetido a um estado plano de tensões. As conclusões extraídas das análises dos experimentos e os resultados obtidos originaram sugestões para o prosseguimento dos estudos, tendo como foco o aprimoramento dos testes, dos dispositivos e métodos, bem como o conhecimento das incertezas relacionadas aos mesmos. _________________________________________________________________________________ ABSTRACT / Determining in situ stress at rock masses has grown importance when projecting underground occupation, because these stress influence not only the special disposition and the geometry of underground structures, but also the executive processes applied to them. On the other hand, non-predictable stress that leads to ground pathologies has been detected in many concrete structures, whose determination is absolutely necessary in order to further rehabilitation. Techniques to measures in situ stress have improved during the past years, initiating with stress relief methods through surfaces exposition in the 30´s and 40´s, followed by small flat jack method in the 50´s, tension relief in holes in the 50´s and 60´s, and hydraulic fracturing method applied to engineering in the 70´s. Method and devices have been developed in several countries to measure in situ stress. In this context, this thesis aims to develop two new devices to measure in situ stress. The first one is a triaxial cell to determine in situ stress through overcoring method. The second is a pressuremeter that determines these stress on basis of displacement reposition method. The emphasis on above techniques is due to their dual usages, either at rock masses or concrete structures. This study starts with a review on the origin of the tensions at earth surface and concrete structure, analyzing the factors which influence the distribution of these tensions and then, evaluating several methods and displays, focusing two of them: overcoring and displacements/strains reposition. Furthermore, the debate goes through accuracy of these determinations, the uncertainty around them and, finally, it is presented a sequence of questions related to needs definition, methods choice and quality assurance. The development itself starts by the modeling that has defined the geometrical characteristics of triaxial cell. Then, describes the sensors selection process, manufacturing and devices development project. Moreover, the study presents lab essays and in situ comparative trials with cells established in international scope. Regarding pressuremeter, the thesis describes initial in situ trials that guided its conception and presents the device project and final development. After that, this paper presents physical and numerical modeling, which aims to indicate the ideal disposition of the strains control elements. At last, it describes pressuremeter usage in circular orifice at mortar block surface, submitted to a biaxial stress state. The conclusions extracted from experimental analysis and the main findings led to new suggestions for continuing the study, focusing the trials, devices and methods improvement, as well as the knowledge of uncertainities related to them.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2012. / Submitted by Albânia Cézar de Melo (albania@bce.unb.br) on 2012-09-13T15:16:49Z No. of bitstreams: 1 2012_AntonioWagnerLima.pdf: 7245563 bytes, checksum: 514bbd9591b0ae149981e19635aa92bf (MD5) / Approved for entry into archive by Leandro Silva Borges(leandroborges@bce.unb.br) on 2012-09-13T21:49:53Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2012_AntonioWagnerLima.pdf: 7245563 bytes, checksum: 514bbd9591b0ae149981e19635aa92bf (MD5) / Made available in DSpace on 2012-09-13T21:49:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012_AntonioWagnerLima.pdf: 7245563 bytes, checksum: 514bbd9591b0ae149981e19635aa92bf (MD5) / Esta dissertação de mestrado apresenta um estudo experimental e analítico de lajes lisas de concreto armado reforçadas ao puncionamento com a utilização de Polímeros Reforçados com Fibra de Carbono (PRFC) como armadura de cisalhamento. A utilização de laminados de PRFC como alternativa no combate à punção em lajes lisas é simples, requer pouco tempo para aplicação e não altera a estética da laje. A técnica de reforço consiste em se colar fitas fabricadas com manta de PRFC através de furos verticais nas lajes, de modo a se formar um laço completo entre dois furos subsequentes como “pontos de costura” na região próxima ao pilar. Para avaliação da técnica, foi elaborado um programa experimental que prevê a execução e ensaio de 04 (quatro) modelos de conexão laje-pilar. A laje tem dimensões de 2500 mm x 2500 mm x 180 mm e os pilares centrados são quadrados de 300 mm x 300 mm. Um dos modelos não foi reforçado para comparação com os demais. Para os outros três modelos, variou-se a distribuição dos furos e o padrão de ancoragem, mantendo-se constante a área de reforço por perímetro de reforço. Para o estudo analítico, devido ao pioneirismo da técnica de reforço, ainda não existem prescrições normativas disponíveis na literatura que tratem especificamente da utilização de PRFC como armadura de cisalhamento em lajes. Ante o exposto, será utilizada nesta pesquisa uma adaptação das recomendações dos principais códigos, nacional e internacionais, no dimensionamento à punção (ABNT NBR 6118:2007, ACI 318:2008 e EUROCODE 2:2004), associados às recomendações do ACI 440 2R:02. Esta última trata apenas do reforço de estruturas de concreto armado utilizando polímeros reforçados com fibras. Experimentalmente, os resultados obtidos mostraram que a técnica aplicada foi eficiente, resultando em ganho tanto na capacidade de carga quanto na ductilidade dos modelos reforçados em relação ao modelo de controle. O reforço aplicado resultou em ganhos na resistência ao cisalhamento de até 56% em relação à carga apresentada pelo modelo sem reforço. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT / This dissertation presents an experimental and analytical study of flat slabs of reinforced concrete with the use of polymers reinforced with carbon fiber (CFRP) as shear reinforcement. The use of CFRP laminates as an alternative against punching in flat slabs is simple, requires little time to implement and does not alter the aesthetics of the slab. The technique consists in passing CFRP strips through vertical holes in the slabs in order to form a complete bond between two following holes as "stitches" in the region close to the column. To evaluate the technique, it was developed an experimental program that provides the implementation and the test of four (04) models of slab-column connection. The slab has dimensions of 2500 mm x 2500 mm x 180 mm and the centred column has square cross-section of 300 mm x 300 mm. One model was not reinforced in shear. For the other three models varied the distribution pattern of holes and anchor, with a constant area for reinforcing the perimeter of the reinforced In the analytical study, since it pioneered technique of reinforcement, there are no prescriptive requirements available in the literature that specifically addresses the use of CFRP as shear reinforcement in slabs. Based on the foregoing, this research will be used to adapt the recommendations of the major codes, national and international scale in the punshing (ABNT NBR 6118:2007, ACI 318:2008 and EUROCODE 2:2004), associated with the recommendations of ACI 440 2R: 02. The last one deals only with the strengthening of reinforced concrete structures using fiber reinforced polymers. Experimentally, the results showed that the technique applied was efficient, resulting in the increasing of the load capacity and ductility of the reinforced models compared to the control model. Strengthening applied resulted in gains in shear strength of up to 56% compared to the load presented by the model without reinforcement.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2016. / Submitted by Camila Duarte (camiladias@bce.unb.br) on 2016-07-22T12:52:07Z No. of bitstreams: 1 2016_RenatoSantosPaulinelliRaposo.pdf: 9017099 bytes, checksum: 0654d613ad2110de4b239635a4526fb0 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2017-02-15T21:40:50Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_RenatoSantosPaulinelliRaposo.pdf: 9017099 bytes, checksum: 0654d613ad2110de4b239635a4526fb0 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-15T21:40:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_RenatoSantosPaulinelliRaposo.pdf: 9017099 bytes, checksum: 0654d613ad2110de4b239635a4526fb0 (MD5) / As Barragens de Enrocamento com Face de Concreto (BEFC) são usadas em locais com grandes volumes de escavação obrigatórias em rocha, apresentando baixo custo, grande flexibilidade construtiva e segurança em longo prazo em termos de estabilidade e abalos sísmicos. Melhorias nos critérios de projeto e processos executivos encorajam empreendimentos cada vez mais altos e em vales mais fechados, ou seja, em condições menos favoráveis. Mesmo com os avanços em métodos de simulações numéricas aplicados a projetos, ainda são registrados casos de grandes rupturas na laje de vedação que não foram previstas e surpreendem consultores e especialistas da área. Pelo padrão das rachaduras, são formuladas hipóteses que buscam explicar o fenômeno por meio de resultados de simulações tridimensionais em construção por etapas e as simulações ainda consideram interface entre o enrocamento e o concreto. O presente estudo está embasado no propósito de verificar se as forças de percolação desenvolvidas pela ombreira, formadas com o enchimento do reservatório, tendem ou não a comprimir a barragem como um todo e contribuir para o desenvolvimento de trincas verticais, com o esmagamento do concreto da face de montante dos barramentos, comprometendo assim o seu desempenho. A metodologia é fundamentada em simulações tridimensionais de percolação que fornecem as forças provenientes do fluxo de água posteriormente aplicadas em simulações de tensão-deformação para avaliar o seu efeito sobre a laje. A geometria e os parâmetros da barragem simulada foram embasados em arranjos de BEFC que apresentaram problemas, aplicando algumas variações paramétricas para uma avaliação. Os resultados indicam que o módulo de deformabilidade do enrocamento é o parâmetro mais influente para a formação de esforços na laje e que os maiores esforços de compressão são observados região superior e central da laje com valores entre 58 e 98 MPa. Houve aumento de até 9% na referida compressão com a adição das forças de percolação, com um acréscimo de até 8 MPa. A abertura das juntas foi observada em todo o perímetro, com valores de até 12 cm. Os valores de compressão são muito superiores aos resistentes do concreto e a abertura das juntas tem comportamento diferente do que se imaginava para critérios convencionais de projeto, que reforça a recomendação de estudos tridimensionais BEFCs, principalmente as construídas em vales fechados. / The Concrete Face Rock Fill Dams (CFRD) are relatively inexpensive, has great flexibility construction and very secure in the long run in terms of stability and earthquakes. Improvements in design criteria and executive processes encourage higher constructions in closed valleys, that is, on less favorable terms. With advances in methods of numerical simulation applied to projects, are still reported cases of major disruptions in the sealing slab that were unforeseen and surprising consultants and specialists. From the cracks, assumptions are made that try to explain the phenomenon through results of three-dimensional simulations under construction in stages and simulations still consider interface between rockfill and concrete. This study is grounded in order to verify whether the percolation forces developed by the abutment formed with the filling of the reservoir, tend or not to compress the dam as a whole and contribute to the development of vertical crack in the concrete crushing upstream face of the embankment thus compromising its performance. The methodology for verification is based on three-dimensional seepage simulations that provide the forces from the water flow subsequently applied to the stress-strain simulations to evaluate its effect on the slab. The geometry and parameters of the simulated dam were based on CFRD arrangements that presented problems by applying some parametric variations for a more general evaluation, not sticking to a certain specific project. The simulation results indicate that the Young's modulus of the rockfill is the most influential parameter to the formation of stresses in the slab and the greatest compressive stress are observed upper and central slab with values between 58 and 98 MPa. There was an increase of up to 9% in said compression with the addition of seepage forces, with an increase of up to 8 MPa. The opening of the joints was observed around the perimeter, with values of up to 12 cm. The compression values are much higher than the resistance of the concrete and the opening of the joints have different behavior than previously thought for conventional design criteria, enhancing the importance of three-dimensional studies BEFCs, mostly built in enclosed valleys.

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2010. / Submitted by Rafael Barcelos Santos (rafabarcelosdf@hotmail.com) on 2011-07-05T19:04:03Z No. of bitstreams: 1 2010_ GianaSousaSenaRodrigues.pdf: 7662576 bytes, checksum: bb5d5b227f4a06804dca39edff87a137 (MD5) / Approved for entry into archive by Guilherme Lourenço Machado(gui.admin@gmail.com) on 2011-07-06T12:35:17Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2010_ GianaSousaSenaRodrigues.pdf: 7662576 bytes, checksum: bb5d5b227f4a06804dca39edff87a137 (MD5) / Made available in DSpace on 2011-07-06T12:35:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2010_ GianaSousaSenaRodrigues.pdf: 7662576 bytes, checksum: bb5d5b227f4a06804dca39edff87a137 (MD5) / O presente trabalho teve como objetivo estudar o desenvolvimento da retração e da fluência em concretos comerciais com resistências características de 20, 35 e 50 MPa. Foram realizados ensaios de determinação da retração e da fluência em corpos-de-prova selados e não selados aplicando a variação de parâmetros influentes no desenvolvimento das deformações. A partir dos resultados obtidos, verificou-se a diferenciação de regimes específicos para as velocidades de desenvolvimento da retração e para a variação relativa de massa de água nas baixas idades do concreto. Foram estimados índices para diferenciação do desenvolvimento das variáveis e estes índices foram utilizados para explicar o comportamento dos concretos ao longo do tempo. Pelos resultados apurados, verificou-se que as condições de exposição do material e o tempo decorrido entre a mistura e a exposição dos corpos-de-prova aos gradientes de umidade exerceram influência significativa, alterando a magnitude das deformações totais, com ou sem aplicação de carregamento. Em relação à retração determinada nos prismas selados, o concreto com resistência característica de 50 MPa apresentou os maiores valores de deformação, tanto intermediários quanto finais. Nos prismas não selados, a partir de 20 dias de idade, o concreto com resistência característica de 20 MPa apresentou maiores valores de retração. Ademais, verificou-se que o comportamento da fluência específica foi inverso ao comportamento da resistência, uma vez que os concretos de menores resistências apresentaram maiores valores de fluência específica. A variação na idade de aplicação de carregamento aos concretos estudados demonstrou que o menor potencial de fluência foi desenvolvido para aplicação de carregamento aos 28 dias. Os corposde- prova não selados desenvolveram maior potencial de fluência específica que os corpos-deprova não selados, para todas as misturas e idades de aplicação de carregamento. ________________________________________________________________________________ ABSTRACT / This work aimed to study the development of shrinkage and creep in commercial concretes with resistance varying about 20, 35 and 50 MPa. Determination tests of shrinkage and creep in sealed and not sealed specimens were carried out by applying a variation of parameters that influence the deformation development. From the results, the differentiation of specific regimes for the shrinkage development speeds and for the relative variation of water mass in lower ages of the concrete was verified. Rates for the differentiation of variable development were estimated and those rates were used to explain the material behaviour along the age. The obtained results enabled to verify that the conditions of material exposition and the period of time processed between the mixture and the exposition of the specimens to moisture gradients exerted significant influence, by altering values of total deformations, with or without load application. In relation to the creep determined for sealed prisms, the concrete with characteristic resistance of 50 MPa presented the highest deformation values, both intermediate and final. For unsealed prisms, from the age of 20 days, the concrete with characteristic resistance of 20 MPa presents higher values of creep. From the results, the differentiation of specific regimes for the shrinkage development speeds and for the relative variation of water mass in lower ages of the concrete was verified. Rates for the differentiation of variable development were estimated and those rates were used to explain the material behaviour along the age. Besides, it was verified that the specific shrinkage behavior was the inverse of the resistance behavior, once lower resistance concretes presented higher values of specific creep. Independently of specimens covering conditions, the results indicated that creep represented a significant part of deformation under constant loading development.

Em um ambiente de competição e escassez de recursos, sistemas estruturais devem ser projetados levando-se em conta, além da funcionalidade, o custo total de construção e de operação da estrutura, bem como sua capacidade de geração de lucro. Verifica-se, portanto, que a minimização do custo total de um sistema estrutural passa, necessariamente, por uma otimização de parâmetros para o qual o sistema é projetado. Na análise de estruturas destacam-se as vigas, elementos em que a solicitação predominante em geral é a flexão. Além de uma revisão de conceitos de otimização e de seus métodos, este trabalho trata de flexão simples, programação linear e não-linear. São consideradas duas implementações de projeto ótimo para vigas: um exemplo em balanço, com material dado e seção escalonada, e outro para uma viga de concreto armado contínua. No decorrer do trabalho, as aplicações permitiram a utilização dos métodos Simplex e do Gradiente Reduzido Generalizado, conforme o tipo de problema de otimização. Para tanto, foram utilizadas as ferramentas computacionais Solver e Ftool, para otimização e análise estrutural, respectivamente. O trabalho apontou que o uso da otimização mostrou-se vantajoso, dado o vasto campo de aplicações na engenharia de estruturas. As conclusões firmadas propõem sugestões de trabalhos futuros, visando diminuir as simplificações adotadas para o cálculo e estudar modelos que incluam o efeito do cisalhamento, no sentido de torná-los mais próximos da realidade / In an environment of competition and shortage of resources, structural systems must be projected taking into account, over the functionality, the operation and the construction total cost of the structure, besides its capacity of generating profit. There is, therefore, that minimizing the total cost is for, necessarily, an optimization of parameters for which the system is designed. In the structural analysis there are the beams, elements that are subject to bending generally. Above a comprehensive review of concepts and methods of optimization, this work focuses on simple bending, linear and non-linear programming. There are two implementations considered for optimal design of beams: an example of cantilever beam with material given and discontinuous section and another of continuous beam with reinforced concrete. In this work, the applications permitted the use of the Simplex and Generalized Reduced Gradient methods in compliance with the type of optimization problem. Thus, the computational tools Solver and Ftoll were used, for optimization and structural analysis, respectively. The work showed that the use of optimization was beneficial, opening an wide field of applications in structures engineering. The conclusion proposes suggestions for future works in order to reduce the simplifications adopted and shear effect included for become the models closer to reality

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2018. / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) e Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES). / Este trabalho refere-se à análise do desempenho de diferentes ancoragens pré-instaladas em estruturas de concreto armado e submetidas à tração direta. Para isso, foram realizados 34 ensaios de arrancamento em blocos de concreto armado com dimensões 350 x 200 x 900 mm. Os tipos de ancoragem testados foram divididos em cinco grupos, contendo ancoragens com ganchos com 45°, ganchos com 180°, dobras com 90°, conectores com cabeça e barras retas com complementação de barras transversais complementares soldadas. O comprimento de embutimento variou em uma série com 60 mm e outro com 110 mm, sendo a primeira executada com barras de diâmetro nominal igual a10 mm e a segunda, barras com 16 mm. Os resultados obtidos com os ensaios possibilitaram avaliar comparativamente o comportamento dos modelos quanto às deformações nas armaduras de flexão e na barra ancorada, deslocamentos relativos da ancoragem, cargas últimas, modos de ruptura e geometrias de ruptura. Foi feita uma análise geral da influência do tipo de terminação mecânica da ancoragem na determinação da capacidade resistente quando submetidas à tração e com o modo de ruptura do concreto, e ainda foram realizadas análises dos modelos teóricos de estimativa de resistência das seguintes recomendações: ACI 318 (2014), fib Bulletin 58 (2011), EOTA /ETAG Nº 001 – Anexo C (1997); Regan (2000) e Sperry et. al (2017). Foi possível observar que a ruptura com geometria cônica determinada para conectores com cabeça, acontecem com ancoragens com ganchos com 45° e 180°, dobras com 90° e barras retas com barras transversais complementares. A avaliação dos diferentes tipos de ancoragem, comprovou que esse parâmetro poderia ser levado em consideração na determinação da capacidade última resistente, assim como definido por Regan (2000). O modelo teórico que teve o melhor desempenho para os modelos avaliados foi o de Regan (2000). / This research was conducted to analyze the performance of different anchors pre-installed in reinforced concrete and subjected to tensile loading. For this, 34 pullout tests were performed on reinforced concrete blocks with dimensions 350 x 200 x 900 mm. The types of anchors tested were divided into five groups, containing anchors with hooks with 45 °, hooks with 180 °, bends with 90 °, headed studs and straight bars with complementation of complementary cross bars welded. The embedment lengths varied in a series with 60 mm and the other one with 110 mm, the first one executed with bars of nominal diameter equal to 10 mm and the second one, bars with 16 mm. The results obtained with the tests allowed evaluating comparatively the behavior of the models for the deformations in the flexural reinforcement and in the anchored bar, relative displacements of the anchorage, ultimate loads, failure modes and the failure plane geometries. A general analysis of the influence of the k coefficient on the determination of the capacity of anchors subjected to tensile loading and with the failure mode of the concrete breakout, was made the analyzes of theoretical models of resistance estimation of the following recommendations were also performed: ACI 318 (2014), fib Bulletin 58 (2011), EOTA / ETAG No. 001 - Annex C (1997); Regan (2000) and Sperry et. al (2017). It was possible to observe that the failure with conical geometry determined for connectors with head, happen with anchors with hooks with 45 ° and 180 °, bends with 90 ° and straight bars with complementary cross bars. The evaluation of the different types of anchorage proved that this parameter could be considered in determining the ultimate resistant capacity, as defined by Regan (2000). The theoretical model that had the best performance for the models evaluated was that of Regan (2000).

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2017. / Submitted by Raquel Almeida (raquel.df13@gmail.com) on 2017-10-27T20:15:42Z No. of bitstreams: 1 2017_ThallesMoraisFaria.pdf: 7238043 bytes, checksum: 07f5544e6b20436c15a5214c2811d3d9 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2018-01-16T17:28:50Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_ThallesMoraisFaria.pdf: 7238043 bytes, checksum: 07f5544e6b20436c15a5214c2811d3d9 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-01-16T17:28:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_ThallesMoraisFaria.pdf: 7238043 bytes, checksum: 07f5544e6b20436c15a5214c2811d3d9 (MD5) Previous issue date: 2018-01-16 / Sabendo que o concreto possui um comportamento frágil, sendo esta uma peculiaridade negativa para projetos estruturais, a adição de fibras de aço no processo de produção vem se tornando uma das soluções em destaque para a diminuição dessa fragilidade. Isto posto, o concreto reforçado com fibras está, cada vez mais, presente em obras de Construção Civil como, por exemplo, túneis e obras de saneamento básico. Com a grande variedade de fibras, os ensaios experimentais, muitas vezes, torna-se inviável para avaliação do comportamento do compósito reforçado com diferentes tipos de fibra. Neste sentido, este trabalho apresenta simulações em elementos finitos de corpos de prova de concreto com adição de fibras de aço para os ensaios de arrancamento, tração e flexão. Para a inclusão das fibras de aço nos elementos sólidos foram utilizados o método embutido e o método semi-embutido. Nessas simulações, o concreto foi simulado utilizando modelos constitutivos não lineares de dano e de trinca embutida. Por sua vez, para as fibras, o modelo constitutivo utilizado foi o elástico perfeitamente plástico. Para simular o contato foi utilizado o modelo tensão cisalhante-deslizamento proposto pelo CEB-FIP. Por fim, os resultados obtidos numericamente apresentaram boa concordância quando comparados com ensaios experimentais. Palavras Chaves: Concreto reforçado, Fibras de aço, Elementos Finitos, Modelos constitutivos. / It is widely acknowledged that the concrete has a fragile behavior, which is a negative trait for structural projects. The addition of steel fibers on the production process is becoming one of the outstanding solutions for reducing this fragility. To that extent, the use of fiber reinforced concrete in constructions is growing rapidly. Experimental tests in this composite material, however, are not widely performed due to costs and the required time. In this sense, this work presents finite elements’ simulations of a set of concrete specimens with reinforcing steel fibers, these are: pull out tests, tensile tests and bending tests. The embedded and semi embedded methods were used to consider the steel fibers in the finite element mesh. In the simulations, the concrete was modeled using damage and embedded crack constitutive models. For the fibers an elastic-plastic constitutive model was used. Finally, to simulate the contact, the shear stress vs sliding model proposed by CEB-FIP was used. The numerical results were compatible with available experimental results.

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2016. / Submitted by Fernanda Percia França (fernandafranca@bce.unb.br) on 2017-02-14T16:04:36Z No. of bitstreams: 1 2016_WallisonCarlosdeSousaBarbosa.pdf: 43004139 bytes, checksum: 851a144fda4da944535281a8cb6801a5 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2017-04-04T22:37:02Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_WallisonCarlosdeSousaBarbosa.pdf: 43004139 bytes, checksum: 851a144fda4da944535281a8cb6801a5 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-04-04T22:37:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_WallisonCarlosdeSousaBarbosa.pdf: 43004139 bytes, checksum: 851a144fda4da944535281a8cb6801a5 (MD5) / As estruturas mistas apresentam grandes vantagens quanto a aspectos estruturais e construtivos, sendo os conectores de cisalhamento determinantes para a obtenção da interação entre os materiais (aço e concreto) e para a distribuição dos esforços na estrutura, aproveitandose de forma efetiva da potencialidade de cada material constituinte da estrutura mista. Este trabalho, através de estudos experimentais e numéricos, apresenta o desenvolvimento de um conector de cisalhamento (conector treliçado) proposto para uso em vigas mistas de açoconcreto. O conector proposto é de fácil execução e pode servir como alternativa viável ao uso dos conectores stud bolt ou U. Foi idealizada uma geometria para o conector que propiciasse baixo custo de produção, facilidade de execução, maiores valores de carga resistente, eficiência quanto à resistência aos deslizamentos relativos entre o perfil metálico e a laje de concreto, bem como a eficiência quanto à resistência ao afastamento das lajes em relação ao perfil metálico (uplift). A fim de avaliar o comportamento dos conectores treliçados foram construídos 24 modelos experimentais, para ensaios tipo push-out, considerando diferentes diâmetros e configurações dos conectores de cisalhamento. Modelos numéricos foram idealizados e estudados através do Método dos Elementos Finitos (MEF), utilizando-se o software ANSYS e simulando-se ensaios de push-out em vigas mistas. Os estudos experimentais e numéricos possibilitaram a compreensão do comportamento dos modelos quanto à distribuição de tensões, deslizamento do perfil em relação às lajes dos modelos e afastamento das lajes em relação ao perfil metálico dos modelos. Os resultados das análises experimentais e numéricas proporcionaram uma visão global do funcionamento dos conectores stud e treliçados, com resultados significativos que evidenciaram vantagens do conector treliçado em relação ao conector stud, considerando os parâmetros analisados neste trabalho. / Composite structures present great advantages in regards to structural behavior and the building process, and the shear connectors are the key to achieving interaction between the materials (steel and concrete) and distributing stresses throughout the structure, effectively increasing the potentiality of each material of the composite structure. This work, through experimental and numerical analyses, presents the development of a shear connector (lattice connector) proposed for use in steel-concrete composite beams. The proposed connector is easy to construct and can serve as a viable alternative to the use of the stud bolt or U connectors. Its geometry was conceived in order to bring about low production cost, ease of implementation, high load resistance values and efficiency regarding the relative slip between the metal profile and the concrete slab, as well as the efficiency and resistance to the pulling apart of the slab and the metal profile (uplift). In order to evaluate the behavior of lattice connectors 24 experimental models were built for push-out tests with different diameters and configurations of shear connectors. Numerical models that simulate push-out tests on composite beams were developed and studied through the Finite Element Method (FEM) with the use of the ANSYS software. The experimental and numerical studies made it possible to understand the behavior of the models relative to stress distribution, slip and uplift. The results of the experimental and numerical analyses provided an overview of the functioning of stud connectors and lattice, with significant results that showed advantages of the lattice connector relative to the stud bolt connector, considering the parameters analyzed in this study.

Em um ambiente de competição e escassez de recursos, sistemas estruturais devem ser projetados levando-se em conta, além da funcionalidade, o custo total de construção e de operação da estrutura, bem como sua capacidade de geração de lucro. Verifica-se, portanto, que a minimização do custo total de um sistema estrutural passa, necessariamente, por uma otimização de parâmetros para o qual o sistema é projetado. Na análise de estruturas destacam-se as vigas, elementos em que a solicitação predominante em geral é a flexão. Além de uma revisão de conceitos de otimização e de seus métodos, este trabalho trata de flexão simples, programação linear e não-linear. São consideradas duas implementações de projeto ótimo para vigas: um exemplo em balanço, com material dado e seção escalonada, e outro para uma viga de concreto armado contínua. No decorrer do trabalho, as aplicações permitiram a utilização dos métodos Simplex e do Gradiente Reduzido Generalizado, conforme o tipo de problema de otimização. Para tanto, foram utilizadas as ferramentas computacionais Solver e Ftool, para otimização e análise estrutural, respectivamente. O trabalho apontou que o uso da otimização mostrou-se vantajoso, dado o vasto campo de aplicações na engenharia de estruturas. As conclusões firmadas propõem sugestões de trabalhos futuros, visando diminuir as simplificações adotadas para o cálculo e estudar modelos que incluam o efeito do cisalhamento, no sentido de torná-los mais próximos da realidade / In an environment of competition and shortage of resources, structural systems must be projected taking into account, over the functionality, the operation and the construction total cost of the structure, besides its capacity of generating profit. There is, therefore, that minimizing the total cost is for, necessarily, an optimization of parameters for which the system is designed. In the structural analysis there are the beams, elements that are subject to bending generally. Above a comprehensive review of concepts and methods of optimization, this work focuses on simple bending, linear and non-linear programming. There are two implementations considered for optimal design of beams: an example of cantilever beam with material given and discontinuous section and another of continuous beam with reinforced concrete. In this work, the applications permitted the use of the Simplex and Generalized Reduced Gradient methods in compliance with the type of optimization problem. Thus, the computational tools Solver and Ftoll were used, for optimization and structural analysis, respectively. The work showed that the use of optimization was beneficial, opening an wide field of applications in structures engineering. The conclusion proposes suggestions for future works in order to reduce the simplifications adopted and shear effect included for become the models closer to reality