Cuando se trata de concreto masivo la principal diferencia que se presenta frente a un concreto distinto, es su comportamiento térmico. Esto se debe a que, la baja conductibilidad térmica del concreto no permite que el calor generado en su interior se disipe rápidamente, causando diferenciales altos de temperatura entre la cara expuesta del elemento y el interior. En el presente trabajo de tesis se expone las principales características del concreto masivo, indicando cuáles son los parámetros que tienen mayor redundancia en el diseño de la mezcla. Además, se mencionan cuáles son las normativas vigentes que rigen sobre estos tipos de elementos. A su vez, se presentan los diferentes métodos que se utilizan para calcular el incremento de temperatura que existe en el interior debido al calor de hidratación del cemento. Dentro de estos métodos se presenta el que expone el ACI 207.2 para concreto masivo sin refuerzo estructural, el cual usaremos como referencia para calcular el incremento de temperatura en los elementos masivos estructurales. A continuación se presentan dos casos de proyectos ubicados en la sierra del Perú, en los cuales se han colocado termocuplas para poder extraer información del incremento de temperatura que se genera en el interior y en la cara externa del elemento durante los primeros días luego del vaciado. Finalmente, se realiza el análisis de resultados para conocer la validez que tiene el método teórico del ACI 207.2 frente a resultados reales de proyectos expuestos en condiciones similares. Con esta información se plantearán recomendaciones acerca del método de predicción de temperatura y comentarios para las etapas de fabricación y vaciado. / Tesis

En la industria de la construcción existen procesos constructivos deficientes que conducen a problemas en la calidad del concreto que pueden afectar la capacidad de una estructura. Un problema usual producto de estas prácticas suelen ser las cangrejeras o vacíos superficiales. Estas en ocasiones son de gran magnitud que pueden abarcar el núcleo del concreto y causar una disminución considerable de las propiedades de los elementos. Estos vacíos internos no se aprecian a simple vista por lo que una manera rudimentaria de localizarlos es por medio de extracciones de núcleos de concreto. Otra manera de detectarlos es usando ensayos no destructivos como por ejemplo, el uso de ondas pulso eco ultrasónicas. En esta investigación se desarrolla una metodología para ubicar vacíos internos con ondas pulso eco ultrasónicas en especímenes de concreto de espesores típicos de edificaciones. Para este propósito se elaboraron muros de concreto armado los cuales contienen en su interior esferas de poliestireno expandido de 50 mm de diámetros que representan los vacíos internos. Estas esferas fueron colocadas entre diferentes espaciamientos de barras de acero con el fin de ver si es posible detectarlas. También se desarrolla un programa en Matlab que filtra la imagen de ultrasonido con la señal del detector de metales, y así obtener una nueva imagen libre de interferencia de barras de acero. De esta investigación se concluye que cuando se realicen escaneos en concreto armado, es necesario el uso de un equipo de detector de metales ya que las barras de acero aparecen en la imagen de ultrasonido como manchas. Si las barras de acero son de mayor diámetro, las manchas tienen una mayor probabilidad de aparecer. Por otra parte, las esferas fueron detectadas con una probabilidad de 81.94 %, cuando estas se ubican entre aceros separados una distancia mayor a 100 mm. / Tesis

Actualmente existen metodologías de optimización estructural que emplean algoritmos sofisticados, sin embargo éstas no son aplicadas en la mayoría de los proyectos de estructuras, debido a su complejidad así como la especialización y capacitación necesaria en temas específicos y avanzados de optimización aplicada, lo que no está suficientemente difundido entre los proyectistas de estructuras. Con el objetivo de contribuir al conocimiento sobre la optimización del diseño de estructuras de concreto armado, se ha desarrollado un procedimiento aproximado, basado en estrategias de minimización de la cantidad de variables activas, optimización de subestructuras, aplicación de criterios de optimización, procedimientos de construcción e inspección gráfica de los espacios de diseño. El procedimiento desarrollado, tiene como función objetivo a minimizar el Costo Directo de Estructuras, se ha aplicado en un número finito de casos para edificaciones de concreto armado, uso educativo, correspondientes a pabellones de aulas de entre dos y cinco niveles y de tres a cuatro aulas por nivel. Los resultados de la aplicación de la metodología llevan a la conclusión que el Costo Directo de Estructuras disminuye si se proyecta con: concretos premezclados de resistencias superiores a 21 MPa (210 kgf/cm2), losas aligeradas con bloques de poliestireno expandido (tecnopor), con dimensiones de la sección transversal de columnas, placas y vigas determinadas a través de la inspección gráfica del espacio de diseño, así también, si el proyecto considera la interacción entre los tabiques de albañilería y la estructura de concreto armado, donde los tabiques tienen altura completa y estén distribuidos en forma simétrica en referencia al centro de masa y acoplados a la deformación lateral de la estructura, para incrementar la rigidez lateral de ésta. / Tesis

El presente tema de tesis busca, como principal objetivo, dar a conocer las principales diferencias entre las normativas vigentes de análisis sísmico y diseño en concreto armado en Perú, Estados Unidos y Chile en la concepción de un edificio real. Para esto, se desarrolló el análisis y diseño estructural de un edificio de 5 niveles de concreto armado que forma parte de un conjunto de edificios destinados al uso de hotel que forman una sola estructura continua de manera conjunta. En primer lugar, se realizó la estructuración de los elementos estructurales presentes en el edificio ¿ siguiendo las reglas y pautas planteadas por diversos autores de libros y tesis de ingeniería estructural de origen peruano. Una vez que estuvieron definidas de manera básica las dimensiones de los elementos, se realizó el análisis sísmico según las distintas normativas vigentes en los países mencionados, siguiendo procesos distintos para cada caso según lo normado. Inicialmente se planteó un sistema dual de concreto armado en base al predimensionamiento y a la arquitectura brindada. Sin embargo, para poder cumplir las exigencias descritas por cada norma, la estructura original se vio modificada obteniendo que la norma chilena exige una estructura de muros estructurales de gran rigidez, la norma peruana también exige una estructura de muros estructurales, pero de menor rigidez que la norma chilena, y la norma norteamericana exige una estructura dual más flexible que los casos anteriores. Respecto al diseño en concreto armado, y con el propósito de tener las mismas condiciones iniciales, se realizó el diseño en base a la estructura obtenida después del análisis sísmico con la normativa peruana y con las mismas condiciones iniciales de carga. Después de realizado el diseño según las normativas vigentes en cada país, se descubrió que las normativas tienen diversos niveles de exigencia respecto a las otras en algunos puntos. Por ejemplo, la norma peruana es más exigente con: 1) las columnas con baja carga axial y altos momentos flectores; 2) el acero mínimo negativo de vigas T y 3) el refuerzo horizontal de placas, entre otros. Por otro lado, las normas chilena y norteamericana son más exigentes con las columnas con alta carga axial, con el acero mínimo de vigas rectangulares, con el confinamiento de vigas y columnas, entre otros.

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2012. / Submitted by Alaíde Gonçalves dos Santos (alaide@unb.br) on 2013-03-12T11:02:40Z No. of bitstreams: 1 2012_AaraoFerreiraLimaNeto.pdf: 13715701 bytes, checksum: 0ac40e8cad702a927575a133d4dde7ed (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2013-03-13T11:36:48Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2012_AaraoFerreiraLimaNeto.pdf: 13715701 bytes, checksum: 0ac40e8cad702a927575a133d4dde7ed (MD5) / Made available in DSpace on 2013-03-13T11:36:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012_AaraoFerreiraLimaNeto.pdf: 13715701 bytes, checksum: 0ac40e8cad702a927575a133d4dde7ed (MD5) / O capitel é um elemento estrutural usado para facilitar a transferência das cargas nas lajes para os pilares em pavimentos sem vigas. Eles são bastante utilizados no combate à punção, apesar de até hoje existirem poucos estudos desenvolvidos com o objetivo de avaliar sua eficiência e a influência das diversas variáveis de projeto no comportamento e resistência de ligações laje-pilar com capitéis. Este trabalho tem como objetivo contribuir para o entendimento do comportamento de lajes cogumelo, avaliando ainda as recomendações apresentadas pelas normas de projeto. Foram analisadas experimentalmente 12 lajes de concreto armado sob carregamento simétrico, sendo destas 2 lajes lisas, usadas como referência, e 10 lajes cogumelo, com variação da seção transversal dos pilares, assim como na seção transversal e inclinação dos capitéis. Foram utilizados nas lajes concreto com resistência à compressão variando de 32 a 46 MPa, não sendo utilizadas armaduras de cisalhamento. E com as armaduras de flexão distribuídas ortogonalmente. As lajes eram quadradas com lado de 2600 mm e espessura de 140 mm, com segmentos de pilares de seção quadrada, retangular e circular. As principais variáveis foram as seções transversais dos capitéis, modificadas de acordo com a seção do pilar, suas inclinações, que variaram na razão de 1:1,5, 1:2, 1:3 e 1:4 e sua espessura que foi de 110 mm para a primeira inclinação e de 55 mm para as demais. São apresentados e analisados resultados de cargas últimas e modos de ruptura, padrões de fissuração, flechas, deformações do concreto e da armadura de flexão principal. São também apresentadas comparações entre as cargas de ruptura observadas e estimadas de acordo com as recomendações das normas NBR 6118 (2007) e EUROCODE2 (2004), assim como as estimativas pela Teoria da Fissura Crítica de Cisalhamento, desenvolvida por MUTTONI (2008). Por fim, as lajes foram analisadas através de modelos computacionais não-lineares axissimétricos, empregando um software que utiliza o método dos elementos finitos (MEF), objetivando compreender melhor o mecanismo de ruptura por punção de lajes com capitel. Os resultados mostraram a eficiência dos capitéis no aumento da capacidade resistente, com ganhos de até 80% em relação às lajes sem capitéis, assim como maior ductilidade nos modos de ruptura. Foi possível comprovar a previsão da localização da superfície de ruptura para lajes apoiadas em capitéis com inclinações de até 1:2. _______________________________________________________________________________________ ABSTRACT / The capital is a structural element used to facilitate the transfer of loads on the slab for the columns on floors without beams. They are widely used to combat punching, although to date there are few studies with the aim of evaluating its effectiveness and influence of various design variables on the behavior and strength of slab-column connections with capitals. This paper aims to contribute to the understanding of the behavior of mushroom slabs, still assessing the recommendations made by the design standards. Twelve (12) reinforced concrete slabs under symmetrical loading were experimentally analyzed, with 2 flat slabs for reference, and 10 mushroom slabs with variations in the cross section of the columns and capitals and its inclination as well. Concrete with compressive strength ranging from 32 to 46 MPa was used, all of them without shear reinforcement and with the same two-way flexural reinforcement. The slabs were square with sides measuring 2600 mm and thickness of 140 mm, with short length columns with square, rectangular or circular cross sections. The main variables were the cross sections of the capitals, which varied according to the columns cross section shapes, and their inclinations of 1:1.5, 1:2, 1:3 and 1:4. Results for failure loads and modes, crack patterns, deflections, concrete and steel strains are presented and analyzed. Comparisons between experimental and estimated failure loads according to the codes NBR 6118 (2007) and EUROCODE2 (2004) are presented and discussed, including estimates given by the Critical Shear Crack Theory developed by MUTTONI (2008). Finally, the slabs were analyzed through non-linear axisymmetric computational models, using a finite element software, in order to better understand the punching failure mechanism of mushroom slabs with capitals. The results showed the efficiency of the capital to increase the punching resistance of the slabs, with gains of up to 80% compared to the slabs without capitals, and more ductility for the failure modes as well. It was also possible to prove the prediction for the failure surface position in slabs supported by capital with inclinations of up to 1:2.

El reforzamiento de estructuras o elementos de concreto armado es practicado cuando se presentan déficit en alguna de las propiedades de dichas estructuras o elementos de concreto armado respecto a una nueva solicitación de su vida útil. Generalmente estas nuevas solicitaciones se presentan por el aumento en su carga de servicio, problemas de durabilidad debido a materiales de construcción pobres e inapropiados, cambios en el ambiente omitidos en el estudio y diseño inicial, incremento de cargas originada por el cambio de uso de la estructura o incremento de la vida útil de la estructura. En los últimos años con la aparición de nuevas metodologías de refuerzo de elementos estructurales de concreto armado han surgido mayores alternativas de solución que nos permiten “reforzar” elementos de concreto armado que son sometidos a mayores cargas luego de haber alcanzado su periodo de servicio, así mismo nos permite comparar en cuanto a costo las diversas alternativas que existen en el mercado. El uso de materiales compuestos como reforzamientos estructurales cada vez es más utilizado, por ejemplo, el uso de la fibra de carbono brinda seguridad a la estructura, aumenta su resistencia y además mitiga los efectos de las fallas producidas por flexión y por corte. El presente proyecto tiene como objetivo principal estudiar el comportamiento elástico e inelástico de vigas de concreto armado reforzadas con fibras de carbono sometidas a flexión. Para lo cual se analizarán vigas de concreto armado reforzadas con acero y con fibras de carbono (CFRP), empleando diferentes cuantías de cada una. Se estudiará el comportamiento de cada caso mediante diagramas momento – curvatura y se comparará el aporte del uso de fibra CFRP tanto para la ductilidad como resistencia de las vigas de concreto armado sometidas a flexión. Se realizará el análisis comparativo para determinar las ventajas y desventajas del uso de este método de reforzamiento. Finalmente se presentarán las principales conclusiones y recomendaciones obtenidas del análisis empleado, brindando las consideraciones básicas para el uso de CFRP como reforzamiento de elementos estructurales. / Tesis

Desde hace tiempo se sabe que la tabiquería de albañilería colocada adherida al Sistema estructural de edificios de concreto armado, interactúa con éste modificando la respuesta sísmica del edificio, respecto de la respuesta sísmica del mismo pero en el que la tabiquería es colocada de manera aislada. La particularidad de la tabiquería de albañilería es que es, al mismo tiempo, muy rígida, frágil y tiene un peso suficiente como para que, si colapsa, causar daño a los ocupantes y contenidos del edificio. Un análisis sísmico confiable de un edificio requiere, entre otras cosas, que la rigidez lateral de éste sea definida de la manera más auténtica posible; por lo que necesariamente la tabiquería adherida debe ser representada en los modelos de análisis. A pesar de este requerimiento no es usual, en la práctica profesional, representar a la tabiquería; se cree que esto se debe a que: se supone que con los desplazamientos laterales admisibles de entrepiso prescritos por la norma de Diseño Sismorresistente (Sencico 2003), la tabiquería no tiene mayor influencia en la respuesta sísmica; y debido a que no se tiene un elemento confiable y fácil de incorporar en un modelo de análisis estructural que represente cabalmente a la tabiquería. La tabiquería de un edificio se puede adherir a su estructura a través de varias condiciones de contorno. La tabiquería que más nos interesa es la enmarcada, es decir, aquella tabiquería adherida a dos columnas, al piso (en su parte inferior) y a una viga (en su parte superior); esto porque, dada sus condiciones de contorno, este tipo de tabiquería puede conservar sus características de rigidez y resistencia para deformaciones laterales mucho mayores a la de los otros tipos de tabiques. Cualquier intento por cuantificar la influencia de la tabiquería en la respuesta sísmica de los edificios pasa, en primer lugar, por definir un elemento que represente a ésta en un modelo de análisis. En la bibliografía revisada se plantean varios elementos mecánicos para representar a la tabiquería “enmarcada”; de todos ellos, creemos, que el más eficiente y fácil de incluir en un modelo de análisis es la “diagonal equivalente”. El problema con este elemento está en la definición de su “ancho”. Este trabajo de tesis tiene como uno de sus propósitos definir dicho “ancho” a través de una sola variable. Para ello se tuvo que considerar a todas las variables involucradas en el problema, y así poder definir cuál de todas ellas es la más importante. El trabajo ha concluido en que esta variable es la rigidez de las columnas, expresada a través de su peralte “H”. Definido el elemento mecánico -que representa a la tabiquería- y su geometría: “ancho”. Se estudió la influencia de la tabiquería en la respuesta sísmica de edificios de concreto armado; para ello se varió tres características de los mismos: número de pisos (5, 10, 15 y 20 pisos), rigidez lateral (rigidez lateral “mínima”: rigidez lateral que permite cumplir con la distorsión máxima de entrepiso prescrita por la norma, rigidez lateral “máxima”: rigidez lateral mucho mayor a la mínima) y densidad de la tabiquería (densidad “alta”: tabiques de 25cm de espesor, densidad “baja”: tabiques de 15cm de espesor). / Tesis

O objetivo desta dissertação é aperfeiçoar procedimentos experimentais que permitam a determinação das propriedades dinâmicas de estruturas complexas, mediante o emprego de modelos em escala reduzida. Estes procedimentos são aplicados para a avaliação do dano em estruturas, através de ensaios dinâmicos não destrutivos. realizada a análise dos materiais e técnicas construtivas adequadas para a simulação do comportamento do concreto armado até a ruptura. Descreve-se o método experimental aplicado na determinação das frequências naturais e modos de vibração de um estádio de futebol. Elaboram-se gráficos da evolução da frequência com o incremento do dano resultante das cargas crescentes aplicadas, assim como também gráficos de fissuras e deslocamentos estáticos. Os resultados do modelo são comparados com soluções numéricas disponíveis e com medições realizadas in loco sobre a estrutura real. / The objective of the thesis is to apply and improve experimental methods to determinate the dynamic properties of complex structures by means of small scale models, in arder to evaluate damage in structures by means of non-destructive dynamics tests Selection of materials and constrution technics to simulate the behavior of reinforced concrete until rupture. The experimental method used to determinate the natural frequencies and vibrations medes of a section of a reinforced concrete football stadium is described. Graphs of the evolution of the frequency with the evolution of damage, resulting from increasing loads, as well as plots of crack distribution and static displacement are presented. The results are compared with available numerical solutions and measurements performed on the real structure.

Este trabalho apresenta um programa que tem por finalidade automatizar os procedimentos de verificação do estado limite de serviço de abertura das fissuras em seções retangulares e T de concreto armado, submetidas à flexão simples, conforme as recomendações da norma NBR 6118/2003 – Projeto de Estruturas de Concreto. O programa foi implementado na linguagem de programação Microsoft Visual Basic, aproveitando os recursos fornecidos por esta linguagem, que propiciam o desenvolvimento de uma entrada de dados amigável, típica do ambiente Windows. A fissuração, em elementos de concreto armado, ocorre quando as tensões de tração no concreto excedem a sua capacidade resistente. Nos elementos fissurados, as aberturas das fissuras devem ser controladas. Segundo as recomendações da norma, o valor característico da abertura das fissuras não deve ultrapassar determinados valores admissíveis. No procedimento implementado, são determinadas as aberturas das fissuras considerando-se o conjunto de barras da armadura tracionada e a camada mais tracionada da armadura, com o propósito de estabelecer a situação mais desfavorável. O programa tem também a pretensão de auxiliar estudantes de engenharia na compreensão do fenômeno da fissuração, fornecendo valores de elementos que caracterizam o funcionamento da peça fletida.

O objetivo desta dissertação é aperfeiçoar procedimentos experimentais que permitam a determinação das propriedades dinâmicas de estruturas complexas, mediante o emprego de modelos em escala reduzida. Estes procedimentos são aplicados para a avaliação do dano em estruturas, através de ensaios dinâmicos não destrutivos. realizada a análise dos materiais e técnicas construtivas adequadas para a simulação do comportamento do concreto armado até a ruptura. Descreve-se o método experimental aplicado na determinação das frequências naturais e modos de vibração de um estádio de futebol. Elaboram-se gráficos da evolução da frequência com o incremento do dano resultante das cargas crescentes aplicadas, assim como também gráficos de fissuras e deslocamentos estáticos. Os resultados do modelo são comparados com soluções numéricas disponíveis e com medições realizadas in loco sobre a estrutura real. / The objective of the thesis is to apply and improve experimental methods to determinate the dynamic properties of complex structures by means of small scale models, in arder to evaluate damage in structures by means of non-destructive dynamics tests Selection of materials and constrution technics to simulate the behavior of reinforced concrete until rupture. The experimental method used to determinate the natural frequencies and vibrations medes of a section of a reinforced concrete football stadium is described. Graphs of the evolution of the frequency with the evolution of damage, resulting from increasing loads, as well as plots of crack distribution and static displacement are presented. The results are compared with available numerical solutions and measurements performed on the real structure.