A corrosão da annadura é um dos principais problemas para um grande número de es1ruturas de concreto annado por causa da redução substancial da área de aço, da perda de aderência, da fonnação de fissuras e lascamento do concreto. O modelo tridimensional proposto por este trabalho é baseado no processo de corrosão iniciado por ataque de cloretos e propagado a partir de micropilhas de corrosão, utilizando o método dos elementos finitos. A influência da temperatura, da umidade relativa do concreto, da ligação dos cloretos com compostos do concreto, da fonnação de fissuras provenientes do carregamento e da resistência ôhmica do concreto são levados em consideração. O modelo é dividido em 4 módulos que interagem entre si, sendo eles: análise estrutural, transferência de calor, difusão de cloretos e corrosão eletroquímica. O modelo computacional para a análise estrutural utiliza dois procedimentos. No primeiro busca-se a resposta da estrutura para um carregamento instantâneo, considerando-se o material com comportamento elasto-viscoplástico, associado com modelos de annadura incorporada e fissuras distribuídas.No segundo, detennina-se a resposta da estrutura ao longo do tempo com a teoria da solidificação proposta por Bazant e Prasannan (1989), utilizando as cadeias Kelvin, apresentando ótimos resultados com uma grande economia computacional. O processo de transferência de calor é baseado na fonnulação tridimensional da equação de Helmholtz, com condições de contorno de fluxos provenientes da radiação solar, convecção e radiação, apresentando bons resultados em relação a fonnulações analíticas. Para análise de vigas com a variação da temperatura média diária, constatou-se que as mesmas se encontram em equilíbrio ténnico com o ambiente A análise de difusão de cloretos implementada apresentou um comportamento idêntico ao da segunda lei de Fick para casos unidimensionais. Para análises de vigas carregadas se constatou que as fissuras provenientes de cargas de serviço não influenciam o processo de difusão e que o coeficiente de difusão referencial é o principal parâmetro na análise. O modelo de corrosão eletroquímica é baseado na fonnulação proposta por Liu (1996), obtendo-se como resultado a taxa de corrosão em função do tempo.

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.

Atualmente observa-se que uma grande parte das estruturas de concreto armado estão apresentando problemas relacionados à corrosão das armaduras, principalmente aquela iniciada pelos íons cloreto. Nesse sentido, muitos estudos estão sendo realizados a fim de prever o tempo necessário para que os íons cloreto atinjam a armadura, iniciando assim a propagação do processo corrosivo. Existem alguns parâmetros relacionados ao concreto e ao meio ambiente que exercem uma grande influência na penetração de íons cloreto. Entre os fatores relacionados ao concreto, verifica-se que o coeficiente de difusão de cloretos, a concentração superficial de cloretos, a relação água/cimento, a espessura de cobrimento, a presença e a quantidade de adições são alguns parâmetros que interferem na vida útil de projeto das estruturas. Já em relação às condições ambientais, os principais fatores que afetam a vida útil são a umidade relativa e a temperatura de exposição. Assim, procurou-se avaliar o efeito de tais variáveis na vida útil das estruturas, considerando as mesmas como grandezas aleatórias, apresentando um determinado valor médio e um desvio-padrão característico. Essas variáveis aleatórias foram inseridas em alguns modelos matemáticos que são empregados para a previsão da vida útil das estruturas − 2ª Lei de Fick e os modelos propostos por UJI et al. (1990) e por MEJLBRO (1996). A partir daí, realizou-se uma análise de confiabilidade a partir de um método de simulação numérica (Simulação de Monte Carlo) a fim de se determinar a probabilidade de falha no tempo para concretos feitos com diferentes tipos de cimento e adições, quando inseridos em condições ambientais distintas A fim de contribuir no processo de previsão da vida útil das estruturas quando inseridas em ambientes contendo cloretos, foi desenvolvido um modelo matemático baseado na análise em Grupos Focalizados (ou Focus Groups). Algumas das principais características do modelo proposto são a lógica empregada no seu desenvolvimento e a grande facilidade de aplicação do mesmo. O comportamento do modelo se mostrou consistente com os resultados de investigações experimentais realizadas por outros pesquisadores, onde o mesmo foi aplicado em um estudo de caso para verificar a resposta em relação à penetração de cloretos em alguns pontos de uma estrutura de concreto armado inserida em área salina.

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2008. / Submitted by Diogo Trindade Fóis (diogo_fois@hotmail.com) on 2009-09-24T11:47:52Z No. of bitstreams: 1 2008_RaphaelMirandaSouza.pdf: 4668890 bytes, checksum: c1977aaa47de971164fe349b06ff078c (MD5) / Approved for entry into archive by Luanna Maia(luanna@bce.unb.br) on 2009-09-26T12:56:33Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2008_RaphaelMirandaSouza.pdf: 4668890 bytes, checksum: c1977aaa47de971164fe349b06ff078c (MD5) / Made available in DSpace on 2009-09-26T12:56:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2008_RaphaelMirandaSouza.pdf: 4668890 bytes, checksum: c1977aaa47de971164fe349b06ff078c (MD5) Previous issue date: 2008-10-23 / São investigados o comportamento estrutural e a resistência última à punção de ligações laje-pilar de regiões internas das lajes lisas, com um ou dois furos adjacentes ao pilar, e com ou sem transferência de momento fletor da laje ao pilar. As principais variáveis foram: o posicionamento e as dimensões dos furos, a taxa e a distribuição da armadura de flexão, a armadura de cisalhamento e a excentricidade de carga (relação M(momento transferido ao pilar)/V(força cortante)) na ligação. Foram ensaiadas 19 ligações internas laje-pilar, distribuídas em 2 grupos: o primeiro sem a transferência de momento (Série 1 – 10 lajes), com 1 (uma) ligação sem furo, 5 (cinco) com um furo, 2 (duas) com um furo e armadura de cisalhamento e 2 (duas) com dois furos, tendo como principais variáveis o tamanho e posicionamento dos furos, a taxa e a distribuição da armadura de flexão e a armadura de cisalhamento; e o segundo grupo com transferência de momento (Série 2 – 9 lajes), com 2 (duas) ligações sem furo, 4 (quatro) com um furo e 3 (três) com dois furos, tendo como principais variáveis o tamanho e posicionamento dos furos, a direção e sentido do momento transferido e a excentricidade de carga (relação M/V) igual a 0,50m ou 0,25m na ligação. Foram analisados os resultados de cargas últimas, fissuração, deslocamento vertical, deformações das armaduras de flexão, de cisalhamento e do concreto. O posicionamento dos furos em relação ao pilar, adjacente ao maior ou menor lado, as dimensões dos furos, a taxa e a distribuição da armadura de flexão, a armadura de cisalhamento, a variação da relação Mu/Vu em função do carregamento, e, por conseguinte, da excentricidade, influenciaram o comportamento e a carga de ruptura das lajes. Essas influências foram quantificadas. Os resultados experimentais foram comparados com os estimados pelas normas: CEB-FIP/MC1990, EC2/2004, ACI-318:2005 e NBR 6118:2003. O ACI e o EC2 apresentaram estimativas mais conservadoras, embora tenham apresentado algumas estimativas contra a segurança. A NBR 6118:2003, apesar de baseada em parte no EC2, apresentou estimativas menos conservadoras e com um número maior de estimativas contra a segurança. Recomenda-se que todas as normas passem a considerar o momento causado pela excentricidade do perímetro crítico em lajes com furos e, neste sentido, foram apresentadas propostas de modificações para todas as normas estudadas. ________________________________________________________________________________________ ABSTRACT / The structural behavior and the ultimate punching shear resistance of internal reinforced concrete flat slab-column connections, with one or two holes adjacent to the column, with or without flexural moment transfer of the slab to the column was investigated. Main variables were: hole placing and dimensions, flexural reinforcement layout and ratio, shear reinforcement and the eccentricity of the load (M (moment transferred to column) / V (shear)) ratio at the connection. Nineteen internal slab-column joining were tested, separated in two groups: one without moment transfer (Series 1), with 10 (ten) connections: one without hole, five with one hole, two with one hole and shear reinforcement, and two with two holes; and the second group with moment transfer (Series 2), with 9 (nine) connections: two without hole, four with one hole, and three with two holes. For series 1 the variables were hole placing and dimensions, flexural reinforcement layout and ratio, and shear reinforcement, while for series 2 the variables were the direction and orientation of the applied moment and the eccentricity of the applied load (M/V ratio direction and sense of moment transferred and eccentricity of the load (relation M/V) - 0,50m or 0,25m. Ultimate loads, cracking, deflections, concrete and reinforcement strains were analyzed. The hole placing in relation of the column, adjacent to the smaller or bigger column dimension, the hole dimension, flexural reinforcement rate and placing, shear reinforcement, the variation of relation Mu/Vu in function of the load, and, than, of eccentricity of the load, influenced the slabs behavior and rupture load. These influences were quantified. Test results were compared with the estimations from CEB-FIP/MC1990, EC2/2004, ACI-318:2005 and NBR 6118:2003. ACI and EC2 presented most conservative estimates, although have presented some non conservative estimates. Brazilian NBR, even though being partly based in EC2, presented smaller conservative estimates and more non conservative estimates. A modification on all codes is proposed for taking in account the moment caused by the eccentricity at the critical perimeter for slabs with holes.

Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. / Made available in DSpace on 2012-10-17T10:57:54Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2014-09-25T19:03:45Z : No. of bitstreams: 1 152842.pdf: 12357907 bytes, checksum: 627e97901f16ce9a87f300e8ceac9049 (MD5) / Neste trabalho estuda-se o comportamento de vigas de concreto armado reforçadas com polímero reforçado com fibras de carbono (PRFC), designado fita de fibra de carbono. Esse reforço das vigas dá-se mediante a técnica de colagem, com adesivo epoxídico, no banzo tracionado das peças. Pretende-se, também, verificar a possibilidade de utilização da fita de fibra de carbono inserida no concreto fresco, como parte da armadura. Inicialmente, elaborou-se uma revisão bibliográfica dos principais materiais e procedimentos utilizados em reparo e reforço de elementos estruturais de concreto armado. Apresentam-se os mais recentes estudos experimentais referentes a reforço de vigas de concreto armado, realizados por outros pesquisadores. Na seqüência, apresenta-se um estudo experimental de nove vigas de concreto armado de seção transversal "T", de tamanho real, para avaliar o comportamento das peças segundo as técnicas propostas. Dividiram-se os ensaios em cinco grupos. No primeiro com duas vigas de referência, utiliza-se apenas a armadura convencional. O segundo apresenta uma viga que difere das vigas de referência apenas pela colocação de uma fita de fibra de carbono inserida no concreto fresco sobre a armadura convencional (segunda camada). O terceiro grupo é composto por uma viga reforçada com duas fitas de fibra de carbono. O quarto grupo possui duas vigas reforçadas com uma fita de fibra de carbono. Estas vigas foram reforçados antes da aplicação de carregamento, viga monolítica. O quinto grupo foi formado por três vigas ensaiadas em duas etapas: na primeira etapa, foram aplicados níveis de carga diferentes para cada viga e, após a retirada das cargas, foram executados os reforços e, novamente, submeteram-se as vigas a um carregamento progressivo, até que fosse atingida a ruína. Os resultados experimentais e numéricos obtidos, indicam a viabilidade técnica dos procedimentos de reforços propostos, representando um ganho significativo da capacidade de carga e da rigidez à flexão das peças.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-graduação em Engenharia Civil / Made available in DSpace on 2012-10-24T17:18:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 268494.pdf: 4816488 bytes, checksum: d5b889fc3a0197637260ba1c42bb61e2 (MD5) / Este trabalho estuda a modelagem de lajes planas simétricas e assimétricas, apresentando alternativas para o problema da singularidade ocorrido quando se modela a laje considerando os pilares como apoio pontual. Têm-se como objetivos principais a avaliação dos momentos fletores na laje plana e os esforços (esforço normal e momento fletor) no pilar que gera punção na laje, com uma análise linear. Foi proposto um modelo que distribui a reação do pilar na laje. O procedimento que consiste em analisar, primeiramente, o modelo com apoio pontual e, então, transformar o momento fletor e o esforço normal do pilar em um carregamento distribuído, que será então adicionado na laje como carregamento no sentido contrário à ação das cargas gravitacionais. Esse carregamento foi colocado na área da seção transversal do pilar como também na área da seção transversal do pilar projetada no centro de gravidade da laje. Estudaram-se então dois casos, sendo o primeiro com simetria do pilar em relação à laje e o outro contendo assimetria em apenas um eixo. Em cada caso foram elaborados seis modelos: o primeiro, contendo o pilar como apoio pontual; o segundo, estando o pilar modelado como reação distribuída na laje, na região da seção transversal; o terceiro, tendo o pilar como reação distribuída na laje na região da seção transversal, projetada no centro de gravidade da laje. Os demais modelos foram iguais aos anteriores, porém, a região do pilar central foi enrijecida, conforme prescrito pela norma brasileira de projeto de estruturas de concreto. Cada modelo foi analisado no programa SAP 2000, utilizando-se dois processos numéricos: Método dos Elementos Finitos e o Processo por Analogia de Grelha. Os resultados foram comparados entre si, obtendo-se as conclusões pertinentes. Por fim, os modelos gerados no software SAP 2000 foram gerados também no software AltoQi Eberick V5 Gold, o qual utiliza o processo por Analogia de Grelha para analisar as lajes. Os resultados foram então novamente comparados entre si, obtendo-se outras conclusões, procurando apontar ao meio técnico procedimentos que visam considerar esforços mais realistas na consideração do problema da singularidade em laje planas.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil, Florianópolis, 2010 / Made available in DSpace on 2012-10-25T09:23:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 277178.pdf: 2596674 bytes, checksum: 7b424249f57fe66c5b708a4dfad48446 (MD5) / Os sistemas estruturais usados em pavimentos de concreto armado, em que as lajes se apóiam diretamente sobre os pilares, sem o uso de vigas, têm, entre suas características, a existência de tensões concentradas elevadas nas ligações laje-pilar, tensões estas que podem até levar à ruína. A esse efeito dá-se o nome de punção. Como a ruptura das ligações por punção é do tipo frágil, sem aviso, é extremamente importante que seja feita a verificação da resistência da ligação. As crescentes inovações técnicas e a análise dos critérios normativos propostos pelo ACI 318/08, BS 8110/97, NBR 6118/03 e EUROCODE 2/04 para o dimensionamento ao esforço de punção em lajes lisas de concreto armado são as diretrizes da elaboração do presente estudo. Dentro deste cenário, o objetivo desta dissertação é avaliar a acessibilidade, aplicabilidade, limitações e economia destes critérios por meio da comparação de resultados obtidos na análise de pilares internos em três configurações diferentes de lajes, variando suas espessuras. Foram analisados os seguintes parâmetros: a) para laje sem armadura de punção, compararam-se as relações entre tensões resistentes e solicitantes; as máximas reações que podem ser aplicadas à laje; a proporcionalidade do efeito dos momentos em relação a uma carga simétrica; excentricidades médias em relação às reações máximas suportadas pela Norma Britânica e um coeficiente estipulado para simular o efeito dos momentos fletores supondo-se uma carga de reação simétrica. B) para lajes com armadura de punção, compararam-se as relações entre tensões resistentes e solicitantes e o consumo de armadura de punção necessária segundo as recomendações de cada norma. / The structural systems in reinforced concrete, where the slab is directly supported by the columns, without the use of beams, has, among its aspects, the existence of great tensions distributed in small areas, which can lead the structure to collapse. This effect is called punching shear. As the punching shear collapse occurs without warning, it is of extreme importance that the slab-column resistance verification is made. The increasing technical innovations and analysis of normative criteria proposed by ACI 318/08, BS 8110/97, NBR 6118/03 and EUROCODE 2 / 04 for punching analysis in flat slabs of reinforced concrete are the guidelines of this study. In this scenario, the main objective of this work is to evaluate these punching shear design procedures in terms of accessibility, applicability, limitations and economy, comparing the results obtained on analysis of a internal column in three different slabs configurations, varying their thicknesses. The following parameters had been analyzed and compared, as the recommendations of each code: a) for slabs without links, the relation between the resisted and applied tension, the maximum actions that can be applied, the representativeness of the unbalanced moment to the load reaction, and a increase coefficient to consider the effects of unbalanced moments; b) for slabs with links, the relation between resisted and applied tension and the armor consumption necessary to resist the loads for each case had been compared, according the recommendations of each code.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil. / Made available in DSpace on 2012-10-23T01:21:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 241185.pdf: 4224377 bytes, checksum: f95ef2b567185949c9da730304170c1e (MD5)

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil. / Made available in DSpace on 2012-10-23T18:14:21Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2013-07-16T20:14:34Z : No. of bitstreams: 1 259874.pdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / A definição da classe de agressividade ambiental em que as estruturas estão inseridas é um dos primeiros parâmetros analisados na concepção dos projetos estruturais. A NBR 6118/2003 define quatro classes de agressividade ambiental sendo o ambiente marinho classificado como de agressividade forte e grande risco de deterioração da estrutura. A dificuldade atual é justamente a definição da extensão desse ambiente, motivo pelo qual alguns estudos já foram realizados no Brasil Como a agressividade ambiental varia de região para região, desenvolveu-se nessa pesquisa o estudo da agressividade marinha medida pela taxa de deposição de cloretos na Região de Florianópolis # SC, Brasil, através do método proposto pela ASTM G 140 (aparato de vela úmida). O objetivo foi definir a que distância em relação ao mar é necessário considerar a agressividade dos cloretos provenientes da névoa salina no local estudado. Além da análise ambiental, prismas de concreto foram expostos juntamente com os aparatos de vela úmida, com o intuito de se verificar os perfis de ingresso de cloretos no concreto, a diferentes distâncias do mar. Uma proposta de segmentação da zona de atmosfera marinha foi possível tomando-se os limites da taxa de deposição de cloretos propostos por Meira (2004), aplicados aos resultados dessa pesquisa, que obteve a distância de 1400 metros do mar como sendo o limite entre as classes de agressividade II e III definidas na NBR 6118/2003. The definition of the environmental aggressiveness is one of the prime parameters to be analysed on structures projects concept. The Brazilian standard NBR 6118/2003 defines four environmental levels of aggressiveness and the marine environment is classified as a strong aggressiveness environment with high risk of structure deterioration. The actual problem consists exactly on the extension of the marine environment and some researches have been made in Brazil with the purpose of defining it (MEIRA, 2004; ALBUQUERQUE e OTOCH, 2005; PONTES et al. 2007; GARCIA et al. 2007). As environmental aggressiveness changes due to location of the structures, this research presents the evaluation of the marine aggressiveness, measured by the chloride deposition rate by ASTM G 140 method (wet candle apparatus), in Florianópolis, Santa Catarina, Brazil. The main aim of this evaluation was to define the critical distance to the sea that chlorides deriving from the sea shall be considered in the environmental aggressiveness. Besides this analysis, concrete prisms were exposed next to the wet candle apparatus to verify chlorides ingress profile into concrete, at different distances from the sea. A segmentation proposal of the marine atmosphere zone was possible assuming the limits of chloride deposition rate defined by Meira (2004), applied to the results of this research. The limit between the aggressiveness levels II and III, defined in Brazilian standard 6118/2003, was found at 1,400 meters from the sea.