CARVALHO, A. R. Avaliação das propriedades mecânicas do concreto com adição de fibras para confecção de anéis pré-moldados segmentados para revestimento de túnel de metrô. 2016. 93 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil: Estruturas e Construção Civil) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2016. / Submitted by Hohana Sanders (hohanasanders@hotmail.com) on 2017-03-31T11:32:25Z No. of bitstreams: 1 2016_dis_arcarvalho.pdf: 4006035 bytes, checksum: 2cfc130484b58257e118b3977d3ecc59 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2017-04-24T14:10:48Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_dis_arcarvalho.pdf: 4006035 bytes, checksum: 2cfc130484b58257e118b3977d3ecc59 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-04-24T14:10:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_dis_arcarvalho.pdf: 4006035 bytes, checksum: 2cfc130484b58257e118b3977d3ecc59 (MD5) Previous issue date: 2016-10-31 / In Brazil, the applications of Reinforced Concrete with Fiber (CRF) are associated to works of great social demand, such as infrastructure works. Although CRF is used in works that require large volumes of concrete, there is no concern with the definition of more precise fiber contents, revealing a lack of assurance of adequate behavior of the design requirements in an economically viable way. However, the study of CRF is necessary because without careful analysis the CRF can cause an increase in the unit cost and hinder the mobility of the larger particles, thus reducing the fluidity of the material. This study investigates the mechanical behavior of reinforced concrete with steel fibers and polypropylene fibers for the construction of segmented subway flooring staves. For this purpose, the concrete should contain steel fibers in an appropriate content that will promote the transfer of tensions through the cracks, to guarantee the capacity to resist after cracking and fibers of polypropylene enough to minimize the risk of plastic cracking, besides protecting against physical damages in the case Occurrence of fires. The experimental program consisted in evaluating the mechanical properties of steel fiber and polypropylene fiber in concrete. Reinforced concretes with different fiber content (25 kg/m³, 35 kg/m³ and 40 kg/m³) and polypropylene fibers (0,5kg/m³, 1,0 kg/m³ and 1,5 kg/m³) to evaluate mechanical parameters of toughness and fire resistance by means of the high temperature exposure method. Statistical analysis (ANOVA) was used to analyze the results, where a gain of up to 12,89% of compressive strength (CRFA40) was obtained as the steel fiber was added, while for the toughness the results Revealed increases of up to 108,9% of the tenacity factor (CRFA40) proposed for the project. While the analysis of the behavior of the concrete in front of elevated temperatures, it was verified that the adoption of polypropylene fibers acted in an efficient way in the fight against spalling, however it caused a marked reduction of the residual resistance, due to the high heating that caused a series of Reactions in the hardened cement paste. / No Brasil, as aplicações de Concreto Reforçado com Fibra (CRF) estão associadas a obras de grande demanda social, como obras de infraestrutura. Apesar do CRF ser utilizado em obras que exigem grandes volumes de concreto, não se tem uma preocupação na definição de teores mais precisos de fibras, revelando um descaso em assegurar um comportamento adequado aos requisitos de projeto de forma economicamente viável. Contudo o estudo do CRF se faz necessário, pois sem uma cuidadosa análise o CRF pode provocar um aumento no custo unitário e dificultar a mobilidade das partículas maiores reduzindo assim a fluidez do material. Este estudo investiga o comportamento mecânico do concreto reforçado com fibras de aço e fibras de polipropileno para confecção de aduelas segmentadas de revestimento de metrô. Para tanto, o concreto deverá conter fibras de aço num teor apropriado que promoverá a transferência de tensões pelas fissuras, para garantir a capacidade resistente após fissuração e fibras de polipropileno suficiente para minimizar o risco de fissuração plástica, além de proteger contra danos físicos no caso de ocorrência de incêndios. O programa experimental consistiu em avaliar as propriedades mecânicas da fibra de aço e da fibra de polipropileno no concreto. Foram estudados concretos reforçados com diferentes teores de fibras de aço (25kg/m3; 35 kg/m3 e 40 kg/m3) e fibras de polipropileno (0,5 kg/m3, 1,0 kg/m3 e 1,5 kg/m3) para avaliar parâmetros mecânicos de tenacidade e resistência ao fogo por meio do método de exposição a elevadas temperaturas. Para análise dos resultados utilizou-se de teste estatístico (ANOVA), onde foi demonstrado um ganho de até 12,89% de resistência à compressão (CRFA40) à medida que foram adicionados a fibra de aço, enquanto que, para a tenacidade os resultados revelaram acréscimos de até 108,9% do fator de tenacidade (CRFA40) proposto para o projeto. Enquanto que a análise do comportamento do concreto frente a elevadas temperaturas constatou-se que a adoção de fibras de polipropileno atuou de forma eficiente no combate ao spalling, contudo provocou uma acentuada redução da resistência residual, devido ao elevado aquecimento sofrido que provocou uma série de reações na pasta do cimento endurecido.

Submitted by Kelren Mota (kelrenlima@ufpa.br) on 2018-05-15T18:22:23Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_AderenciaArmaduraConcreto.pdf: 7093878 bytes, checksum: 06f506f60deb7ffb907a96a2ad0b390a (MD5) / Approved for entry into archive by Kelren Mota (kelrenlima@ufpa.br) on 2018-05-15T18:23:02Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_AderenciaArmaduraConcreto.pdf: 7093878 bytes, checksum: 06f506f60deb7ffb907a96a2ad0b390a (MD5) / Made available in DSpace on 2018-05-15T18:23:02Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_AderenciaArmaduraConcreto.pdf: 7093878 bytes, checksum: 06f506f60deb7ffb907a96a2ad0b390a (MD5) Previous issue date: 2018-02-22 / Este trabalho avalia a influência das fibras de aço na aderência entre armadura e concreto e o comportamento de vigas sujeitas a esforços de flexão no Estado Limite Último, por meio de um ensaio inovador para comparar com ensaio padrão da RILEM RC6 (1983). Alguns dos modelos teóricos que se dispõem a representar o comportamento da aderência são prescritos pelas normas do CEB-FIP (2010), do ACI 408R (2003) e da NBR 6118 (2014) e pelos modelos propostos dos autores: Orangun et al. (1977), Harajli (2009), Shen et al. (2016). No programa experimental foram analisadas barras de aço com diâmetros de 8 mm, 10 mm e 12,5 mm em corpos de prova moldados com concretos de resistências à compressão de 30 MPa, variando o comprimento de ancoragem em lb; 0,75. lb e 0,5.lb (lb é comprimento de ancoragem determinado pela NBR 6118, 2014). As fibras metálicas utilizadas com teores volumétricos de 0; 39,25; 78,50 e 117,75 kg/m³. Foram 27 vigas concretadas para ensaio proposto e 12 cubos para ensaio padrão de arrancamento. As vigas foram ensaiadas aos 28 dias após a concretagem, os resultados experimentais foram apresentados e comparados com as previsões normativas. Houve aumento de tensão de aderência conforme se adicionava fibras de aço, No ensaio padrão para Vf = 0,5%, aumento de tensão ≈ 4%, para Vf = 1,0%, aumento de tensão ≈ 11% e Vf = 1,5%, aumento de tensão ≈ 15%. No ensaio proposto, como houve variação também de comprimento de ancoragem, os melhores resultados foram para as amostras com Vf de 1,5% e com 0,5.lb apresentaram tensão superior e carga de ruptura equivalente. Em relação à analise teórica, concluiu-se que as prescrições de Orangun et al. (1977) e ACI 408R (2003) ofereceram resultados mais próximos dos experimentais, exp/teo ≈ 1, e apresentaram um nível de segurança de 75% na avaliação de nível de segurança e dispersão. Logo, é viável afirmar que comprimentos de ancoragens menores em CRFA apresentam comportamento e desempenho similar aos comprimentos de ancoragens do concreto armado e que o ensaio proposto pelo trabalho é eficiente para o estudo da influência de fibras de aço na aderência entre armadura e concreto. / This work evaluates the influence of steel fibers on the bond between reinforcement and concrete and the behavior of beams subjected to bending stress in the Ultimate Limit State, through an innovative test to compare with RILEM RC6 (1983) standard test. Some of the theoretical models that are willing to represent the bond behavior are prescribed by CEB-FIP (2010), ACI 408R (2003) and NBR 6118 (2014) and by the authors' proposed models: Orangun et al. (1977), Harajli (2009), Shen et al. (2016). In the experimental program will be analyzed steel bars with diameters of 8 mm, 10 mm and 12.5 mm in specimens molded with compressive strength concrete of 30 MPa, varying the length of development in lb; 0.75.lb and 0.5 lb (lb is anchorage length determined by NBR 6118, 2014). The steel fibers used with volumes ranging of 0; 39.25; 78.50 and 117.75kg/m³. There will be 27 beams for the proposed test and 12 cube for the standard Pull-Out Test. The beams were tested at 28 days after concreting, the experimental results were presented and compared with the normative predictions. In the standard test for Vf = 0.5%, increase of tension ≈ 4%, for Vf = 1.0%, increase of tension ≈ 11% and Vf = 1, 5%, increase of tension ≈ 15%. In the proposed test, since there was also variation of length development, the best results were for samples with Vf of 1.5% and with 0.5.lb presented higher tension and load of equivalent rupture. In relation to the theoretical analysis, it was concluded that the prescriptions of Orangun et al. (1977) and ACI 408R (2003) presented results closer to the experimental results, exp/teo ≈ 1, and presented a security level of 75% in the evaluation of security level and dispersion. Therefore, it is feasible to state that lengths developments of smaller CRFA exhibit behavior and performance similar to the lengths developments of reinforced concrete and that the work proposed is efficient for the study of the influence of steel fibers in the bond between reinforcement and concrete.

Submitted by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2018-05-03T13:47:37Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertação Parcial (Cap. IV, V) - Henry C. B. Costa.pdf: 6733497 bytes, checksum: 817a53e0079fe88996c880cc201d0dbd (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2018-05-03T13:47:52Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertação Parcial (Cap. IV, V) - Henry C. B. Costa.pdf: 6733497 bytes, checksum: 817a53e0079fe88996c880cc201d0dbd (MD5) / Made available in DSpace on 2018-05-03T13:47:53Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertação Parcial (Cap. IV, V) - Henry C. B. Costa.pdf: 6733497 bytes, checksum: 817a53e0079fe88996c880cc201d0dbd (MD5) Previous issue date: 2017-11-07 / The metal packaging for finishing paints, such as PVA, they are usually discarded in dumps, taking about five years for their natural degradation, causing an impact on the environment. Without any kind of reuse. It is estimated that only in the city of Porto Velho 648,000 units are discarded per year. In order to do so, it was tried to show its use as a metallic fiber added in the concrete, subjecting the composite to the tests of mechanical resistance to axial compression, diametral compression resistance, and tensile strength in bending in prismatic bodies. The results obtained are, although still early, promising mainly in the results of the tests that are obtained at the 28th day of the test specimens with the addition of fibers subjected to axial compression, diametral traction and flexural traction. The addition of metallic fibers increased the resistance, in relation to the reference concrete, of up to 20.28%, in the flexural traction in prismatic bodies, being a good indicator so that the studies can continue, in the case of a material low cost and high index present in solid waste from construction. It was observed the importance of the adjustment in the form factor, of the steel fiber, necessary to further improve the performance of the concrete. In the tests carried out by Scanning and Optical Electron Microscopy, the evident reduction of fractures is verified as the percentage of fibers in the cement matrix increases and the fiber incorporates in the concrete. These results gain social and environmental interest, inserts the steel containers in the selective collection adding an economic value to the material and the income of the people who work in recycling, while at the same time reducing the number of cans of PVA paint discarded in the landfills. / As embalagens metálicas de acondicionamento de tintas de acabamento, como as de PVA, em geral são descartadas em lixões, levando cerca de cinco anos para a sua degradação natural, causando um impacto ao meio ambiente. Sem qualquer tipo de reaproveitamento. Estima-se que somente na cidade de Porto Velho são descartadas 648.000 unidades por ano, segundo a Associação Comercial de Rondônia. Para tanto, procurou-se mostrar a sua utilização como uma fibra metálica adicionada no concreto, submetendo o compósito, aos ensaios de resistência mecânica à compressão axial, resistência de compressão diametral, e a resistência à tração na flexão em corpos prismáticos. Os resultados obtidos são, embora que ainda iniciais, promissores principalmente nos resultados dos ensaios que se obtém aos 28º dias, dos corpos de prova com a adição de fibras submetidos a compressão axial, a tração diametral e a tração à flexão. A adição de fibras metálicas promoveu um aumento de resistência, em relação ao concreto de referencia, de até 20,28%, na tração à flexão em corpos prismáticos, sendo um bom indicador para que os estudos possam continuar, em se tratando de um material de baixo custo e de alto índice presente nos resíduos sólidos provenientes da construção civil. Observou-se a importância do ajuste no fator de forma, da fibra de aço, necessário para melhorar ainda mais o desempenho do concreto. Nos ensaios realizados através de Microscopia Eletrônica de Varredura e Óptica, verifica-se a evidente diminuição das fraturas a medida que se aumenta o percentual de fibras na matriz cimentícia e a boa incorporação das fibras no concreto dosado. Esses resultados ganham interesse social e ambiental, insere as embalagens de aço na coleta seletiva agregando um valor econômico ao material e a renda do catador, e ao mesmo tempo que diminui o numero de latas de tinta PVA descartadas nos “lixões”.

Um dos principais problemas das lajes-cogumelo refere-se à ruína por puncionamento da ligação laje-pilar. Esta forma de ruína deve ser evitada, proporcionando-se às lajes as melhores condições para o desenvolvimento de mecanismos de escoamento das armaduras e de ruína por flexão, antes da ocorrência da ruína por cisalhamento. A introdução de fibras de aço em elementos de concreto submetidos a solicitações tangenciais proporciona melhoria de desempenho, seja pelo aumento da capacidade resistente, seja pela alteração da forma de ruína. Pretende-se contribuir com o avanço do conhecimento sobre o assunto, explorando aspectos como a análise das similaridades dos efeitos da adição de fibras de aço na resistência e na ductilidade de lajes-cogumelo à punção, com aqueles que se observam no cisalhamento de vigas prismáticas análogas. Abordam-se os casos de ligações laje-pilar interno sem armadura de punção, variando-se a resistência do concreto, a taxa e o tipo de fibra utilizado. A partir dos resultados experimentais, verificou-se que existe uma similaridade de comportamento estrutural entre esses dois elementos e concluiu-se que é possível utilizar ensaios de cisalhamento em vigas prismáticas para se obter indicadores a serem utilizados nos ensaios de punção de lajes. Foi efetuada uma análise da adaptabilidade de modelos teóricos existentes sobre cisalhamento em vigas e punção em lajes, com vistas à consideração do efeito da adição de fibras de aço ao concreto. Com base nesses modelos, foram estabelecidos critérios quantitativos para avaliação da resistência e da ductilidade das ligações laje-pilar. / One of the main problems of flat slabs concerns the punching shear failure of the slab-column connection. This form of failure must be avoided, providing flat slabs with the best conditions for the development of yielding mechanisms of the flexural reinforcement before the occurrence of shear failure. The addition of steel fibers to concrete elements subjected to tangential stress provides performance improvement, by either the resistant capacity increase or the failure mode alteration. It is intended to contribute to the advance of the subject knowledge, by exploring aspects as the analysis of similarities of the steel fiber addition effects on both strength and ductility of flat slabs to punching shear with those observed in the shear of analogous prismatic beams. The cases approached include internal slab-column connections without shear reinforcement, and the variables investigated included concrete strength, fiber volume and type of steel fiber. From the experimental results, it was possible to verify that there exists a similarity of structural behavior between these two elements and the shear tests in prismatic beams can be used to get indicators to be utilized in punching shear tests of flat slabs. An adaptability analysis of the existing theoretical models on shear in beams and punching shear in flat slabs was carried out in order to consider the steel fibers addition effect on the concrete. Based on these models, quantitative criteria for the evaluation of both strength and ductility of the slab-column connections were established.

O Concreto de Alto Desempenho (CAD) tem sido extensivamente estudado em muitos centros de pesquisas porque seu uso tem aumentado de maneira significativa na construção civil. Mas a fragilidade deste material, quando a resistência à compressão é alta, tem levado os pesquisadores a estudar maneiras de diminuir esta característica, como por exemplo aumentando as taxas de armaduras transversal e/ou longitudinal dos elementos estruturais em concreto armado. Este trabalho trata do uso de fibras adicionadas ao concreto para uso em pilares submetidos à compressão, visando dar subsídios técnicos em outra maneira de se obter ductilidade em elementos de concreto de alta resistência, utilizando taxas usuais de armadura transversal. Apresenta-se um estudo experimental sobre pilares em concreto de alto desempenho com adição de fibras metálicas, com seção transversal de 200 mm x 200 mm e altura de 1200 mm, submetidos à compressão centrada, onde o concreto apresenta uma resistência média à compressão de 80 MPa. As taxas volumétricas de fibras foram de 0,25%; 0,50%, 0,75% e 1,00%, adotaram-se taxas volumétricas de estribos de 0,55%, 0,82% e 1,63% e a taxa geométrica de armadura longitudinal de 2,41% permaneceu a mesma para todos os pilares. Percebeu-se que a ruptura dos pilares foi mais dúctil quanto maior era a quantidade de fibras adicionadas ao concreto. Na análise teórica feita com os modelos, constatou-se que somente a seção transversal do núcleo, ou seja, aquela delimitada pelos eixos dos estribos, contribui para a resistência dos pilares, para pequenas taxas de fibras adicionadas ao concreto. / High Performance Concrete (HPC) has been studied extensively at many centres of research, because of its increasing use in reinforced concrete buildings. Since HPC is a brittle material, mainly when its strength is high (HSC), studies have been done to increase its ductility. Increases in longitudinal and/or transverse steel ratios can improve the ductility of HPC elements. This work shows a research about concrete with steel fibres for columns under compression load, in another way to obtain ductility in high strength concrete elements with usual stirrups ratio. It was made a experimental studied about columns in HSC with steel fibres addition, with 20 cm x 20 cm of cross section and 120 cm high, under compression load. The concrete strength was about 80 MPa, the volumetric fibres ratio were 0,25%, 0,50%, 0,75% and 1,00%, the stirrups ratio were 0,55%, 0,82% and 1,63% and the longitudinal bars ratio was constant for all columns. It was noted that the columns failure was more ductile when the fibres ratio was higher. It was verified on theoretical analyses made with the models that only the cross-sectional core, it means the section delimited by the stirrups, effectively contributed to the load capacity of the columns.

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:48:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 IlzeneteAM_DISSERT.pdf: 5171535 bytes, checksum: 3ffff6c7a33112292923ae5183a28ef1 (MD5) Previous issue date: 2011-12-28 / The concrete for centuries constituted an essential structural element in the construction industry due to its relative ease of forming, before the weather durability, low cost, its lower maintenance compared to other materials such as steel. However, when the concrete is exposed to high temperatures tends to lose its mechanical characteristics, and may even result in loss of section, which undermines the stability and mechanical strength of structural elements. The pathologies resulting from exposure to elevated temperatures ranging from cracks, pops up chipping explosives (spalling). Recently, the technology of concrete is closely related to the study of its microstructure. The use of fibers added to concrete has been revealed as a solution to increase the mechanical strength of the concrete, it acts directly on the distribution of efforts to act in the play within the microstructure. In this work we used recycled PET fibers embedded in concrete with 15x2mm fck = 30MPa, water/cement ratio of 0.46, in works made for verification of mechanical strength of this mixture submitted to high temperature. The specimens of concrete with addition of PET fibers were tested after exposure to temperatures: ambient (30?C), 100?C, 200?C, 300?C, 400?C, 600?C and 900?C. It was found that the concrete loses significant strength when exposed to temperatures above 300?C, however the use of fiber PET may delay the risk of collapse of structures for the formation of a network of channels that facilitate the escape of vapor 'water, reducing the pore pressure inside the structural element / O concreto ao longo dos s?culos constituiu-se num elemento estrutural indispens?vel na constru??o civil, devido a sua relativa facilidade de moldagem, sua durabilidade diante das intemp?ries, seu baixo custo, sua menor necessidade de manuten??o, se comparado a outros materiais, como o a?o. No entanto, quando o concreto fica exposto a altas temperaturas tende a perder suas caracter?sticas mec?nicas, podendo inclusive ocorrer perda de se??o, que compromete a estabilidade e a resist?ncia mec?nica dos elementos estruturais. As patologias decorrentes da exposi??o ? elevadas temperaturas v?o desde as fissuras, estalos at? lascamentos explosivos. Nos ?ltimos tempos, a tecnologia do concreto est? intimamente ligada ao estudo de sua microestrutura. O uso de fibras adicionadas ao concreto tem se revelado como solu??o para o incremento de resist?ncia mec?nica do concreto, pois atua diretamente na distribui??o dos esfor?os que atuam na pe?a no ?mbito da microestrutura. Neste trabalho foram usadas fibras de PET proveniente da reciclagem de garrafas de refrigerante, para fabrica??o de vassouras. As fibra utilizadas tinham 2mm de largura por 15mm de comprimento, incorporadas ao concreto dosado para fck= 30MPa, rela??o ?gua/cimento 0.46, confeccionado em um canteiro obra, para verifica??o de resist?ncia mec?nica dessa mistura submetida ? elevadas temperaturas. Os corpos de prova dos concretos com e sem adi??o de fibras de PET foram ensaiados ap?s exposi??o ?s temperaturas: ambiente (30?C), 100?C, 200?C, 300?C, 400?C, 600?C e 900?C. Verificou-se que o concreto perde de forma significativa resist?ncia mec?nica quando exposto a temperaturas maiores que 300?C. No entanto o uso da fibra de PET pode retardar o risco de colapso de estruturas pela forma??o de uma rede de canais que facilitam a fuga do vapor d??gua, reduzindo a poropress?o no interior do elemento estrutural

Submitted by Cássia Santos (cassia.bcufg@gmail.com) on 2015-03-27T13:42:08Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Wanderlei Malaquias Pereira Júnior - 2014.pdf: 7970008 bytes, checksum: f601259b1df84616f459fd009136794b (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2015-03-27T15:44:42Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Wanderlei Malaquias Pereira Júnior - 2014.pdf: 7970008 bytes, checksum: f601259b1df84616f459fd009136794b (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-27T15:44:42Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Wanderlei Malaquias Pereira Júnior - 2014.pdf: 7970008 bytes, checksum: f601259b1df84616f459fd009136794b (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Previous issue date: 2014-08-21 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The work is a contribution to the mechanical numerical modeling of concrete structures with steel fibers using constitutive models based on Damage Mechanics behavior. The same, presents the formulation of a model proposed Damage admits that the concrete as initially isotropic elastic material, but with the evolution of the damage process, the material exhibits plastic deformations, anisotropy and bimodularidad induced damage. The incorporation of fibers in the modeling is performed through a homogenization procedure. The constitutive model for the concrete as well as the homogenization technique for dealing with the case of fiber concrete are implemented on a structural analysis program bar finite element laminated in layers. The parametric identification of the constitutive model together with the proposed homogenization is carried out using experimental results from the literature. Finally, numerical analysis of reinforced concrete beams reinforced with steel fibers and subjected to bending are conducted to assess the applicability of the constitutive model considered in this work. An attempt is thus contribute to the study of the deformation of fibrous concrete beams in service, in order to aggregate results and discussions in a future proposal of Brazilian technical standard for this type of structure. / O trabalho trata de uma contribuição à modelagem numérica do comportamento mecânico de estruturas de concreto com fibras de aço utilizando modelos constitutivos baseados na Mecânica do Dano. O mesmo, apresenta a formulação de um modelo de Dano proposto que admite o concreto como material inicialmente isótropo e elástico, mas com a evolução do processo de danificação o material exibe deformações plásticas, anisotropia e bimodularidade induzidas pelo dano. A incorporação das fibras na modelagem é efetuada através de um procedimento de homogeneização. O modelo constitutivo para o concreto, assim como a técnica de homogeneização para tratar do caso do concreto com fibras são implementados em um programa para análise de estruturas de barras com elementos finitos estratificados em camadas. A identificação paramétrica do modelo constitutivo, juntamente com a proposta de homogeneização, é realizada utilizando resultados experimentais encontrados na literatura. Por fim, análises numéricas de vigas de concreto armado reforçado com fibras de aço e sujeitas à flexão são conduzidas no sentido de avaliar a aplicabilidade do modelo constitutivo tratado neste trabalho. Procura-se, assim, contribuir para o estudo da deformabilidade de vigas de concreto fibroso em serviço, com o intuito de agregar resultados e discussões numa futura proposta de norma técnica brasileira para este tipo de estrutura.

Um dos principais problemas das lajes-cogumelo refere-se à ruína por puncionamento da ligação laje-pilar. Esta forma de ruína deve ser evitada, proporcionando-se às lajes as melhores condições para o desenvolvimento de mecanismos de escoamento das armaduras e de ruína por flexão, antes da ocorrência da ruína por cisalhamento. A introdução de fibras de aço em elementos de concreto submetidos a solicitações tangenciais proporciona melhoria de desempenho, seja pelo aumento da capacidade resistente, seja pela alteração da forma de ruína. Pretende-se contribuir com o avanço do conhecimento sobre o assunto, explorando aspectos como a análise das similaridades dos efeitos da adição de fibras de aço na resistência e na ductilidade de lajes-cogumelo à punção, com aqueles que se observam no cisalhamento de vigas prismáticas análogas. Abordam-se os casos de ligações laje-pilar interno sem armadura de punção, variando-se a resistência do concreto, a taxa e o tipo de fibra utilizado. A partir dos resultados experimentais, verificou-se que existe uma similaridade de comportamento estrutural entre esses dois elementos e concluiu-se que é possível utilizar ensaios de cisalhamento em vigas prismáticas para se obter indicadores a serem utilizados nos ensaios de punção de lajes. Foi efetuada uma análise da adaptabilidade de modelos teóricos existentes sobre cisalhamento em vigas e punção em lajes, com vistas à consideração do efeito da adição de fibras de aço ao concreto. Com base nesses modelos, foram estabelecidos critérios quantitativos para avaliação da resistência e da ductilidade das ligações laje-pilar. / One of the main problems of flat slabs concerns the punching shear failure of the slab-column connection. This form of failure must be avoided, providing flat slabs with the best conditions for the development of yielding mechanisms of the flexural reinforcement before the occurrence of shear failure. The addition of steel fibers to concrete elements subjected to tangential stress provides performance improvement, by either the resistant capacity increase or the failure mode alteration. It is intended to contribute to the advance of the subject knowledge, by exploring aspects as the analysis of similarities of the steel fiber addition effects on both strength and ductility of flat slabs to punching shear with those observed in the shear of analogous prismatic beams. The cases approached include internal slab-column connections without shear reinforcement, and the variables investigated included concrete strength, fiber volume and type of steel fiber. From the experimental results, it was possible to verify that there exists a similarity of structural behavior between these two elements and the shear tests in prismatic beams can be used to get indicators to be utilized in punching shear tests of flat slabs. An adaptability analysis of the existing theoretical models on shear in beams and punching shear in flat slabs was carried out in order to consider the steel fibers addition effect on the concrete. Based on these models, quantitative criteria for the evaluation of both strength and ductility of the slab-column connections were established.

O Concreto de Alto Desempenho (CAD) tem sido extensivamente estudado em muitos centros de pesquisas porque seu uso tem aumentado de maneira significativa na construção civil. Mas a fragilidade deste material, quando a resistência à compressão é alta, tem levado os pesquisadores a estudar maneiras de diminuir esta característica, como por exemplo aumentando as taxas de armaduras transversal e/ou longitudinal dos elementos estruturais em concreto armado. Este trabalho trata do uso de fibras adicionadas ao concreto para uso em pilares submetidos à compressão, visando dar subsídios técnicos em outra maneira de se obter ductilidade em elementos de concreto de alta resistência, utilizando taxas usuais de armadura transversal. Apresenta-se um estudo experimental sobre pilares em concreto de alto desempenho com adição de fibras metálicas, com seção transversal de 200 mm x 200 mm e altura de 1200 mm, submetidos à compressão centrada, onde o concreto apresenta uma resistência média à compressão de 80 MPa. As taxas volumétricas de fibras foram de 0,25%; 0,50%, 0,75% e 1,00%, adotaram-se taxas volumétricas de estribos de 0,55%, 0,82% e 1,63% e a taxa geométrica de armadura longitudinal de 2,41% permaneceu a mesma para todos os pilares. Percebeu-se que a ruptura dos pilares foi mais dúctil quanto maior era a quantidade de fibras adicionadas ao concreto. Na análise teórica feita com os modelos, constatou-se que somente a seção transversal do núcleo, ou seja, aquela delimitada pelos eixos dos estribos, contribui para a resistência dos pilares, para pequenas taxas de fibras adicionadas ao concreto. / High Performance Concrete (HPC) has been studied extensively at many centres of research, because of its increasing use in reinforced concrete buildings. Since HPC is a brittle material, mainly when its strength is high (HSC), studies have been done to increase its ductility. Increases in longitudinal and/or transverse steel ratios can improve the ductility of HPC elements. This work shows a research about concrete with steel fibres for columns under compression load, in another way to obtain ductility in high strength concrete elements with usual stirrups ratio. It was made a experimental studied about columns in HSC with steel fibres addition, with 20 cm x 20 cm of cross section and 120 cm high, under compression load. The concrete strength was about 80 MPa, the volumetric fibres ratio were 0,25%, 0,50%, 0,75% and 1,00%, the stirrups ratio were 0,55%, 0,82% and 1,63% and the longitudinal bars ratio was constant for all columns. It was noted that the columns failure was more ductile when the fibres ratio was higher. It was verified on theoretical analyses made with the models that only the cross-sectional core, it means the section delimited by the stirrups, effectively contributed to the load capacity of the columns.

O presente trabalho trata do estudo do comportamento de chumbadores grauteados inseridos em concreto com fibras de aço em ligações viga-pilar de estruturas de concreto pré-moldado. Este estudo é importante para se entender e poder quantificar a influência da rigidez deste componente no comportamento de ligações semirrígidas de estruturas de concreto pré-moldado. O objetivo do trabalho é estudar o mecanismo do chumbador no concreto com fibras de aço em ensaios específicos e avaliar também o comportamento de uma ligação viga-pilar de concreto pré-moldado utilizando estas fibras no consolo e no dente da viga. Nesta pesquisa foi realizado um programa experimental no Laboratório de Estruturas da EESC, uma análise numérica com o emprego do software DIANA® e uma comparação com formulações analíticas existentes para o cálculo da força última destes componentes. Foram ensaiados nove modelos experimentais para avaliar especificamente o mecanismo resistente do chumbador, variando-se os diâmetros das barras, sua inclinação e a porcentagem de fibras de aço no concreto. Além destes modelos, foi realizado ensaio de uma ligação viga-pilar de concreto pré-moldado para avaliar a rigidez da ligação com chumbador inserido em concreto com fibras de aço. Nos ensaios experimentais dos chumbadores observou-se que modelos com concreto com fibras de aço apresentam rigidez até 25% maior se comparado ao modelo com concreto convencional. Verificou-se que o graute utilizado para solidarizar os chumbadores exerce significativa influência na capacidade última do modelo, podendo diminuir em cerca de 30% a capacidade de carga. A ligação viga-pilar de concreto pré-moldado utilizando concreto com fibras de aço no consolo e no dente da viga se comportou de maneira satisfatória, não apresentando fissuração na interface dos diferentes concretos. Na comparação dos modelos ensaiados com as formulações teóricas extraídas de trabalhos de referência verificou-se que, para os modelos específicos de chumbador, a formulação existente é representativa. Para a ligação viga-pilar, alguns ajustes na formulação analítica se fizeram necessários para considerações de efeitos de grupo e de borda observados e decorrentes da utilização de dois chumbadores na ligação proposta neste trabalho. / This research deals with the study of the behavior of grouted dowels embedded in concrete with steel fibers. This study is important to understand and quantify the stiffness transmitted by this component in a semi-rigid connection of precast concrete structures. The objective is to study the mechanism of the dowel in the concrete with steel fibers and evaluate the mechanical behavior of a precast beam-column connection using this type of concrete on the corbels and in the dapped-end beam. In this research, an experimental program in the EESC Structures Laboratory was carried out, as well as a numerical analysis with the use of DIANA® software and a comparison with existing formulations to calculate these components. Nine models were experimentally tested to specifically evaluate the dowel resistant mechanism by varying the diameters of the bars, the declination and the percentage of steel fibers in concrete. Furthermore, an experimental test was performed in order to evaluate the behavior of the connector. The results indicate that for the dowels with concrete and steel fibers, the ultimate capacity of the connection occurs by failure of the connector (excessive deformation of the bars), while in conventional concrete this capability is associated with the rupture of the concrete and that the concrete with steel fibers decreases by 25% the deformability of the models. The grout has a significant impact on the ultimate capacity of the model, which may increase in less than 30%. In the analysis of the beam-column connection, it is possible to observe that the proposed connection exceeds by more than 20% the ultimate capacity compared to traditional beam-column connections. In comparing the theoretical models tested with the formulations shown by previous studies, it was found that for specific models dowels, the existing formulation is representative. For the beam-column connection, adjustment was performed in the previous formulation considerations group and edge effects that occur due to the use of two dowels on the tested connection.