Submitted by Erika Demachki (erikademachki@gmail.com) on 2014-08-26T21:44:47Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Dissertação Final_Edilene Muniz.pdf: 17487028 bytes, checksum: 2a254821cacd0301c5e968351a019420 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-08-26T21:44:47Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Dissertação Final_Edilene Muniz.pdf: 17487028 bytes, checksum: 2a254821cacd0301c5e968351a019420 (MD5) Previous issue date: 2012-08-29 / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / Concrete corbels are among the most used components to connect precast elements. Series production is often prejudiced by the necessity of making corbels in different positions in precast elements. To reduce this obstacle and rationalize the production, execution of concrete corbels cast in two stages can be a good alternative. The researche reported here intended to evaluate different procedures of making concrete corbels cast in two stages, being column cast firstly and, after removing formwork, corbels can be cast. Concrete corbels with and without steel fibers, both with horizontal stirrups and with steel fibers replacing it, with varying the treatment of joint and the shape of the connect the main steel bars to the column were analyzed. To do so, experimental and analytical analyses of concrete corbels cast monolithically and in two distinct phases were carried out. In the tests, the strength, vertical and horizontal displacements in relation to the column, the opening of cracks and strains of main steel and horizontal stirrups were determined. From these tests it was observed that the ultimate strength of monolithic corbels increased significantly when steel fibers were added to concrete, even when they replaced the horizontal stirrups, but this increase did not occur in concrete corbels cast in two stages. However, it was observed that steel fibers could replace the horizontal stirrups without damage to the bearing capacity. Besides, the presence of horizontal stirrups increased the ultimate strength of the concrete corbels without steel fibers cast in two stages. It was also observed that the opening of the joint between the corbel and the column was also influenced by the presence of horizontal stirrups for concrete corbels cast in two stages and monolithic concrete corbels. In the other hand, steel fibers added to the concrete did not affect the opening of the joint corbel-column of corbel cast in two stages, but substantially reduced this opening in monolithic corbels. Finally, it was observed that the treatment of the interface had little significance in the ultimate strength of the concrete corbels cast in two stages, but it influenced the opening of this interface, although only in concrete corbels with horizontal stirrups. / Os consolos de concreto estão entre os componentes das ligações mais utilizados entre os elementos pré-moldados. A produção em série é muitas vezes prejudicada pela necessidade da confecção de consolos em diferentes posições nas peças pré-moldadas. Visando reduzir esse entrave, otimizando a produção, a execução de consolos de concreto moldados em duas etapas pode ser uma boa alternativa. Essa pesquisa intencionou avaliar diferentes procedimentos de confecção de consolos de concreto moldados em duas etapas, onde molda-se primeiramente o pilar e após a desfôrma, moldam-se os consolos. Foram analisados consolos com e sem a incorporação de fibras metálicas, tanto com armadura de costura como em substituição a ela, variando o tratamento da junta e a forma da ligação do tirante do consolo ao pilar. Para tanto, foram realizadas análises experimental e analítica de consolos moldados monoliticamente e em fases distintas. Nos ensaios, foram determinadas a força, o deslocamento vertical e horizontal do consolo em relação ao pilar, a abertura de fissuras e as deformações da armadura do tirante e armadura de costura. A força última dos consolos monolíticos aumentou significativamente quando foi incorporado fibras metálicas ao concreto, inclusive quando estas foram em substituição da armadura de costura. Já nos consolos moldados em duas etapas não ocorreu esse aumento, no entanto, observou-se que as fibras metálicas poderiam substituir a armadura de costura sem prejuízo à capacidade resistente. A presença da armadura de costura elevou a força última dos consolos de concreto sem fibras, moldados em duas etapas. A abertura na interface entre o consolo e o pilar também é influenciada pela presença da armadura de costura, tanto nos consolos moldados em duas etapas quanto nos consolos monolíticos. Já as fibras metálicas adicionadas ao concreto não influenciaram a abertura da interface consolo-pilar dos consolos moldados em duas etapas, mas reduziram substancialmente nos consolos monolíticos. O tratamento da interface teve pouca significância na força última dos consolos moldados em duas etapas. Já na abertura dessa interface, verificou-se influência apenas em consolos com armadura de costura presentes.

Submitted by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2017-10-10T11:50:09Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Bárbara Gomes Martins - 2016.pdf: 9049119 bytes, checksum: 4e6655174bbb6b6cfda86ff2af34b902 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2017-10-10T11:50:28Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Bárbara Gomes Martins - 2016.pdf: 9049119 bytes, checksum: 4e6655174bbb6b6cfda86ff2af34b902 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-10-10T11:50:28Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Bárbara Gomes Martins - 2016.pdf: 9049119 bytes, checksum: 4e6655174bbb6b6cfda86ff2af34b902 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2016-07-28 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The steel fiber-reinforced concrete have been widely used in concrete pieces to improve their mechanical properties. This research is performed an exploratory experimental analysis in order to assess the contribution of steel fibers in the shear strength of the concrete. A methodology for evaluation of the direct shear strength and the direct tension of the concrete is developed, as well as to evaluate the shear stress transfer mechanism by aggregate interlock. From the tests, it evaluates the influence of steel fibers in the transfer mechanism of shear stresses through the aggregate interlock pre-cracked plans of concrete. In the experimental development was used medium strength concrete (60 MPa), with 12.5 mm coarse aggregate varying the volume of steel fibers in 0%, 0.5% and 1.5%. The results showed that the methodology developed to evaluate the resistance to direct tensile work, but there needs some modification in the molding of concrete specimens with fibers to prevent the concentration of fibers in the specimen faces, which resulted in reducing the tensile strength of concrete. As for the direct shear test with two planes, the results showed that the test methodology worked well until the maximum force, showing a reduction in the shear strength of the concrete when compared to similar tests, but with fixed supports. Finally, the results of direct shear testing on pre-cracked (push-off test) showed that the fibers contribute significantly to the effect of aggregate interlock by reducing the opening of the crack and the sliding interface for a given shear stress. / O concreto reforçado com fibras de aço tem sido bastante utilizado em peças de concreto a fim de melhorar suas propriedades mecânicas. Nesta pesquisa, é realizada uma análise experimental exploratória a fim de avaliar a contribuição das fibras de aço na resistência ao cisalhamento do concreto. É desenvolvida uma metodologia para avaliação da resistência ao cisalhamento direto e à tração direta do concreto, bem como para avaliação do mecanismo de transferência de tensões de cisalhamento por meio do intertravamento dos agregados. A partir dos ensaios, é avaliada a influência das fibras de aço no mecanismo de transferência de tensões de cisalhamento por meio do intertravamento dos agregados em planos pré-fissurados de concreto. No desenvolvimento experimental foi utilizado concreto de média resistência (60 MPa), com agregado graúdo de 12,5 mm, variando o volume de fibras de aço em 0%, 0,5% e 1,5%. Os resultados mostraram que a metodologia desenvolvida para avaliar a resistência à tração direta funcionou, porém há a necessidade de algumas modificações na moldagem dos corpos de prova do concreto com fibras para evitar a concentração de fibras nas faces do corpo de prova, o que resultou na redução da resistência à tração do concreto. Já para o ensaio de cisalhamento direto com dois planos, os resultados mostraram que a metodologia de ensaio funcionou bem até a força máxima, mostrando uma redução da resistência ao cisalhamento do concreto quando comparado a ensaios semelhantes, porém com apoios fixos. Por fim, os resultados dos ensaios de cisalhamento direto em plano pré- fissurado mostraram que as fibras contribuem significativamente no efeito do intertravamento dos agregados por meio da redução da abertura da fissura e do deslizamento da interface para uma determinada tensão de cisalhamento.

Embora sejam reconhecidas diversas vantagens na adição de fibras curtas de aço ao concreto (CRFA), em especial o ganho de tenacidade, pouco se sabe a respeito da fluência desses materiais compostos. Este trabalho teve como objetivo principal investigar o potencial e as dificuldades inerentes de um método de avaliação experimental da fluência pelo ensaio de vigas, como possível alternativa aos ensaios de compressão axial já consagrados. Ao mesmo tempo, considerando a nova tendência de exploração de compósitos híbridos - formados por fibras de diferentes características, de modo a obter respostas adequadas aos processos de micro e macrofissuração - tomou-se como objeto de estudo experimental um conjunto de modelos e corpos-de-prova de CRFA comum e de CRFA híbrido, este formado pela combinação de fibras de aço de diferentes comprimentos, umas mais longas e outras mais curtas. Para caracterização dos materiais, foram efetuados ensaios para determinação das principais propriedades mecânicas de interesse em distintas idades. As proporções da mistura adotada neste programa experimental foram baseadas em dados de estudos anteriores, que suscitaram investigações mais detalhadas. Entretanto, neste particular programa de ensaios, a adição das fibras, principalmente as mais curtas, acarretou maior teor de ar incorporado ao compósito, o que penalizou o seu desempenho em alguns aspectos. Os resultados desses ensaios demonstraram pouca influência das fibras sobre as propriedades de resistência à compressão, módulo de elasticidade e resistência à tração por compressão diametral. Quanto à fluência, o desempenho do CRFA e do compósito híbrido foi inferior ao da matriz. Por outro lado, notou-se maior restrição à retração do concreto com a adição de fibras. Na análise dos resultados experimentais, o estudo das flechas diferidas foi efetuado pelas correspondentes deformações, para interpretação do fenômeno por meio das curvas de fluência específica. O ajuste de resultados experimentais para curvas de fluência específica demonstrou que a fluência em vigas, apesar de apresentar - comparativamente aos modelos teóricos fundamentados em ensaios de compressão - maior taxa inicial, maiores coeficientes de fluência e estabilização aparentemente mais rápida, pode ser representada por modelos teóricos semelhantes aos usuais. As curvas de tendência determinadas para a matriz foram comparadas com aquelas derivadas de expressões dadas por normas técnicas (NBR 6118:2003 e ACI209:1982), assim como com as obtidas em simulações numéricas efetuadas como software DIANA®. A fluência também foi avaliada experimentalmente em vigas entalhadas, submetidas apenas à ação do peso-próprio, sendo estes ensaios também simulados por meio de modelagem numérica e aplicação de conceitos da mecânica da fratura. Os resultados analisados permitem dizer que há possibilidade de avaliar a fluência pela metodologia estudada, o que oferece um método alternativo para avaliação experimental da fluência. Nesta pesquisa, avaliou-se também a alteração de rigidez das vigas ensaiadas em decorrência dos efeitos do tempo, por meio de ensaios dinâmicos de vibração livre, segundo a ASTM C-215:1991a. / Despite of the well known advantages of steel fiber addition to concrete (SFRC), especially the toughness improvement, only a few number of studies has been developed about creep on these composites. The main purpose of this research is to investigate the feasibility and inherent difficulties related to a particular creep evaluation method. This method is based on beam test results and their analysis by fracture mechanics theory. It is intended to become an alternative method instead of the usual creep analysis of axial compression test results. At the same time, looking at the development of hybrid composites - made of distinct kind of fibers to obtain the best responses for micro and macrocracking - an experimental program was performed. Specimens molded with plain concrete, ordinary SFRC and hybrid SFRC were tested in flexure, the last one made of an association of short and large steel fibers. Characterization tests were performed to obtain the main mechanical properties of these materials at several ages. The mixture proportions were based in previous studies, where good performance characteristics were observed in hybrid composites. Nevertheless, in this particular test series, the addition of shorter steel fibers resulted in high air contents, what probably caused the decrease of the composite\'s performance in some aspects. The test results displayed low influence of the fiber addition on mechanical properties such compression strength, modulus of elasticity and tensile strength. Creep performance showed to be worse in the SFRC and hybrid composites than in plain concrete matrix. However, the reinforcement with steel fibers improved the shrinkage restrain. The analysis of the long-term beam deflections was made by finding the corresponding strains in the sections. Afterwards, specific creep functions were obtained by regression methods. The experimental creep functions were compared to the existing ones in literature and design codes. Despite of some differences, such as higher initial creep rate, higher creep coefficients and faster stabilization, it may be concluded that these functions represented quite well the phenomenon. Also experimental functions for plain concrete showed good results when compared to creep prediction model given by design codes, such as the Brazilian NBR 6118:2003 and ACI 209:1982. Comparison with numerical modeling results also gave satisfactory results. Creep in flexure was also evaluated by means of notched beam tests, where the sustained load was performed only by the beam self-weight. The test results were analyzed by numerical modeling and application of fracture mechanic concepts. The overall results showed the feasibility of creep assessing by the beam test method, which can be, after further detailed test series, a good alternative method instead of axial compression tests. Also dynamic free vibration tests were performed, according to ASTM C-215:1991 recommendations, to investigate the beam stiffness loss due to long term loading effects. These tests showed that modal analysis can be a helpful method in the tests, since it does not introduce damages in the test specimens.

Embora sejam reconhecidas diversas vantagens na adição de fibras curtas de aço ao concreto (CRFA), em especial o ganho de tenacidade, pouco se sabe a respeito da fluência desses materiais compostos. Este trabalho teve como objetivo principal investigar o potencial e as dificuldades inerentes de um método de avaliação experimental da fluência pelo ensaio de vigas, como possível alternativa aos ensaios de compressão axial já consagrados. Ao mesmo tempo, considerando a nova tendência de exploração de compósitos híbridos - formados por fibras de diferentes características, de modo a obter respostas adequadas aos processos de micro e macrofissuração - tomou-se como objeto de estudo experimental um conjunto de modelos e corpos-de-prova de CRFA comum e de CRFA híbrido, este formado pela combinação de fibras de aço de diferentes comprimentos, umas mais longas e outras mais curtas. Para caracterização dos materiais, foram efetuados ensaios para determinação das principais propriedades mecânicas de interesse em distintas idades. As proporções da mistura adotada neste programa experimental foram baseadas em dados de estudos anteriores, que suscitaram investigações mais detalhadas. Entretanto, neste particular programa de ensaios, a adição das fibras, principalmente as mais curtas, acarretou maior teor de ar incorporado ao compósito, o que penalizou o seu desempenho em alguns aspectos. Os resultados desses ensaios demonstraram pouca influência das fibras sobre as propriedades de resistência à compressão, módulo de elasticidade e resistência à tração por compressão diametral. Quanto à fluência, o desempenho do CRFA e do compósito híbrido foi inferior ao da matriz. Por outro lado, notou-se maior restrição à retração do concreto com a adição de fibras. Na análise dos resultados experimentais, o estudo das flechas diferidas foi efetuado pelas correspondentes deformações, para interpretação do fenômeno por meio das curvas de fluência específica. O ajuste de resultados experimentais para curvas de fluência específica demonstrou que a fluência em vigas, apesar de apresentar - comparativamente aos modelos teóricos fundamentados em ensaios de compressão - maior taxa inicial, maiores coeficientes de fluência e estabilização aparentemente mais rápida, pode ser representada por modelos teóricos semelhantes aos usuais. As curvas de tendência determinadas para a matriz foram comparadas com aquelas derivadas de expressões dadas por normas técnicas (NBR 6118:2003 e ACI209:1982), assim como com as obtidas em simulações numéricas efetuadas como software DIANA®. A fluência também foi avaliada experimentalmente em vigas entalhadas, submetidas apenas à ação do peso-próprio, sendo estes ensaios também simulados por meio de modelagem numérica e aplicação de conceitos da mecânica da fratura. Os resultados analisados permitem dizer que há possibilidade de avaliar a fluência pela metodologia estudada, o que oferece um método alternativo para avaliação experimental da fluência. Nesta pesquisa, avaliou-se também a alteração de rigidez das vigas ensaiadas em decorrência dos efeitos do tempo, por meio de ensaios dinâmicos de vibração livre, segundo a ASTM C-215:1991a. / Despite of the well known advantages of steel fiber addition to concrete (SFRC), especially the toughness improvement, only a few number of studies has been developed about creep on these composites. The main purpose of this research is to investigate the feasibility and inherent difficulties related to a particular creep evaluation method. This method is based on beam test results and their analysis by fracture mechanics theory. It is intended to become an alternative method instead of the usual creep analysis of axial compression test results. At the same time, looking at the development of hybrid composites - made of distinct kind of fibers to obtain the best responses for micro and macrocracking - an experimental program was performed. Specimens molded with plain concrete, ordinary SFRC and hybrid SFRC were tested in flexure, the last one made of an association of short and large steel fibers. Characterization tests were performed to obtain the main mechanical properties of these materials at several ages. The mixture proportions were based in previous studies, where good performance characteristics were observed in hybrid composites. Nevertheless, in this particular test series, the addition of shorter steel fibers resulted in high air contents, what probably caused the decrease of the composite\'s performance in some aspects. The test results displayed low influence of the fiber addition on mechanical properties such compression strength, modulus of elasticity and tensile strength. Creep performance showed to be worse in the SFRC and hybrid composites than in plain concrete matrix. However, the reinforcement with steel fibers improved the shrinkage restrain. The analysis of the long-term beam deflections was made by finding the corresponding strains in the sections. Afterwards, specific creep functions were obtained by regression methods. The experimental creep functions were compared to the existing ones in literature and design codes. Despite of some differences, such as higher initial creep rate, higher creep coefficients and faster stabilization, it may be concluded that these functions represented quite well the phenomenon. Also experimental functions for plain concrete showed good results when compared to creep prediction model given by design codes, such as the Brazilian NBR 6118:2003 and ACI 209:1982. Comparison with numerical modeling results also gave satisfactory results. Creep in flexure was also evaluated by means of notched beam tests, where the sustained load was performed only by the beam self-weight. The test results were analyzed by numerical modeling and application of fracture mechanic concepts. The overall results showed the feasibility of creep assessing by the beam test method, which can be, after further detailed test series, a good alternative method instead of axial compression tests. Also dynamic free vibration tests were performed, according to ASTM C-215:1991 recommendations, to investigate the beam stiffness loss due to long term loading effects. These tests showed that modal analysis can be a helpful method in the tests, since it does not introduce damages in the test specimens.

CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O objetivo geral dessa pesquisa é analisar o comportamento mecânico, com foco na tenacidade à tração, de corpos de provas de concreto reforçado com fibras de aço, por meio do ensaio de abertura por encunhamento, patenteado por Elmar K. Tschegg, comparando os resultados com os valores obtidos pelo método da ASTM C1609. Deseja-se ainda, avaliar a influência do teor de fibra de aço e da resistência à compressão na tenacidade do compósito. E também contribuir com a regulamentação e o controle na aplicação do material. O programa experimental foi composto de 112 corpos de prova (64 cilíndricos para caracterização, 24 prismáticos para ASTM C1609 e 24 cúbicos para encunhamento) que foram ensaiados no Laboratório de Estruturas da Faculdade de Engenharia Civil da Universidade Federal de Uberlândia. Todos os corpos de prova foram moldados e ensaiados com idade mínima de 60 dias. Após a realização dos ensaios e análise dos resultados, conclui-se que as fibras de aço conferem ao concreto um aumento na tenacidade à tração. Observou-se também o comportamento strain-hardening à tração do concreto com teor de fibras de 0,64%. O ensaio de abertura por encunhamento apresenta indicativos de reprodutibilidade e coerência, quando comparado com o teste ASTM C1609 (2012), ou seja, há uma correlação e confirma-se como um procedimento alternativo para o controle tecnológico do compósito. / The general objective of the research is to analyze the mechanical behavior, focusing on the tensile strength, of concrete reinforced concrete test bodies with steel fibers, by means of the Elmar K. Tschegg patented aperture test by comparing the results with The values obtained by the method of ASTM C1609. It is also desired to evaluate the influence of the steel fiber content and the compressive strength on the composite toughness. And also contribute with a regulation and control in the application of the material. The experimental program was composed of 112 test specimens (64 cylindrical characterization, 24 prismatic for ASTM C1609 and 24 cubic for encouragement) that were tested in the Structures Laboratory of the Faculty of Civil Engineering of the Federal University of Uberlândia. All specimens were molded and assayed at least 60 days old. After the tests and analysis of the results, it is concluded that the steel fiber gives the concrete an increase in tensile toughness. The strain-hardening behavior of the concrete with a fiber content of 0.64% was also observed. The Wedge Splitting Test presents indications of reproducibility and coherence, when compared with ASTM C1609 (2012), that is, there is a correlation and it is confirmed as an alternative procedure for the technological control of the composite. / Dissertação (Mestrado)