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.

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 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.

No presente trabalho, utiliza-se concreto com fibras de aço, traspasse de armaduras e chaves de cisalhamento para desenvolver uma ligação viga-pilar capaz de resistir a ações cíclicas e dinâmicas e que possa ser empregada na pré-moldagem de estruturas de casas de força de usinas hidrelétricas. Para atingir este objetivo, inicialmente foram realizados ensaios de caracterização dos materiais, cujos resultados mostraram aumentos de 34% na resistência à tração na flexão, 16% na resistência à compressão e 33% na tenacidade, comprovando os efeitos benéficos das fibras de aço nas propriedades mecânicas do concreto. Em seguida, foram realizados ensaios de tração em tirantes, cujos resultados sugeriram que um comprimento de 15Ø é suficiente para que a emenda desenvolva as tensões de aderência de modo adequado; e ensaios de cisalhamento, cujos resultados mostraram que a ligação viga-pilar resiste a tensões de cisalhamento direto de até 0,77 MPa. Na sequencia, foram realizados ensaios cíclicos em dois modelos cruciformes para caracterização da ligação (um monolítico e outro de concreto pré-moldado, o qual empregava concreto com 1% de fibras na região da ligação), sendo o carregamento aplicado em cinco níveis de força, cada um com dez ciclos de carregamento e descarregamento. Os resultados desses ensaios mostraram que a ligação do modelo em concreto pré-moldado apresentou 85% da resistência do modelo monolítico e ruptura governada por flexão. Por fim, os ensaios dinâmicos foram realizados nos modelos cruciformes em três diferentes situações (íntegros, fraturados e após ruptura da ligação) para estimar o coeficiente de amortecimento, o qual sofreu uma redução de 31% após o ensaio cíclico. Simulações computacionais foram realizadas para complementar a investigação realizada neste trabalho. Elas mostraram representação aceitável da rigidez, mas não da resistência do modelo. / In the present work, steel fiber reinforced concrete, splicing bars and shear keys are used in order to develop a beam-column connection able to support cyclic and dynamic loadings and which can be used in precasting power houses structures of power plants. To achieve this goal, tests were carried out to characterize the materials, which showed increases of 34% in flexural tensile strength, 16% in compressive strength and 33% in toughness factor, confirming the beneficial effects of steel fibers in mechanical properties of the concrete. Then, tensile tests were carried out on rods, whose results suggested that a length of 15Ø can assure appropriate development of bond stresses through the splice; and shear tests, whose results showed that the beam-column connection resists to shear stresses of up to 0,77 MPa on shear key. After, cyclic tests were performed in two cruciform models in order to characterize the beam-column connection (one monolithic and the other precast concrete, which employed 1% steel fiber reinforced concrete in connection region, being the loading applied in five loading levels, each one in 10 cycles of loading and unloading. Results of these tests showed that precast beam-column connection presented 85% of the strength presented by the monolithic model and bending failure. Finally, dynamic tests were performed in cruciform models in three different situations (uncracked, cracked and after failure) for estimating the damping ratio, which was reduced by 31% after cycles. Computer simulations were performed to complement the research developed in this work. They showed acceptable representation of stiffness, but the strength of the model.

A técnica caracterizada pela colagem de polímeros reforçados com fibras de carbono (PRFC) em elementos estruturais de concreto vem sendo aplicada com sucesso no reforço de estruturas em todo o mundo. Resistência à corrosão, elevada resistência à tração, baixo peso, facilidade e rapidez de aplicação, são algumas das características interessantes que têm contribuído para a sua disseminação. Nesta pesquisa propõe-se uma inovação construtiva fundamentada no desenvolvimento de um compósito de alto desempenho à base de cimento Portland e fibras de aço (macro + microfibras), destinado a constituir o que está sendo preliminarmente chamado de substrato de transição. A finalidade desse substrato é a de controlar melhor a fissuração do concreto da viga e retardar ou até evitar o desprendimento prematuro do reforço polimérico. Devido à carência de pesquisas semelhantes a aqui proposta, foi realizado um estudo preliminar em vigotas moldadas com fibras de aço e reforçadas externamente com manta de PRFC, onde se verificou que a concepção do substrato de transição é válida. Partiu-se então para a realização de ensaios visando à obtenção de um compósito cimentício com características apropriadas para constituir o substrato de transição. Os resultados e as análises efetuadas mostram que foi possível desenvolver um material de elevado desempenho, traduzido por um comportamento de pseudo-encruamento, com elevados ganhos de resistência e tenacidade ao fraturamento. A aplicação do reforço com manta sobre a superfície do substrato de transição, formado a partir da reconstituição do banzo tracionado da viga com o compósito cimentício, mostrou melhorar significativamente os níveis de desempenho da peça reforçada. Do estudo realizado foi possível comprovar a eficiência da técnica de reforço proposta, além de reunir uma série de informações que podem ser exploradas para se tornarem úteis como critérios de projeto de estruturas recuperadas e reforçadas. / The technique characterized by bond of the carbon fibers reinforced polymer (CFRP) in structural elements of concrete comes being applied successfully in the strengthening of structures in the whole world. Resistance to the corrosion, high tensile strength, low weight, easiness and rapidity of application, is some of interesting characteristics that have contributed for its dissemination. The objective of this research is to develop an innovate strengthening method for RC beams, based on a high performance cement-based composite of steel fibers (macro + microfibers) to be applied in a transition layer. The purpose of this transition layer is to better control the cracking of concrete and to be late or until avoid the premature detachment of strengthening. Due to lack of similar research here the proposal, was carried through a preliminary study in short beams molded with steel fibers and strengthened with CFRP sheet, where if it verified that the conception of the transition layer is valid. Tests were developed to get a cement-based composite with characteristics to constitute the layer transition. The results shown that were possible to develop a material of high performance with a pseudo strain-hardening behavior, high strength and fracture toughness. The application of the strengthened about the layer transition surface showed significantly to improve the levels of performance of the strengthening beam. Of the carried through study it was possible to prove the efficiency of the new strengthened technique and describe various information that can be explored to become useful as criteria of project of repaired and strengthened structures.

A técnica caracterizada pela colagem de polímeros reforçados com fibras de carbono (PRFC) em elementos estruturais de concreto vem sendo aplicada com sucesso no reforço de estruturas em todo o mundo. Resistência à corrosão, elevada resistência à tração, baixo peso, facilidade e rapidez de aplicação, são algumas das características interessantes que têm contribuído para a sua disseminação. Nesta pesquisa propõe-se uma inovação construtiva fundamentada no desenvolvimento de um compósito de alto desempenho à base de cimento Portland e fibras de aço (macro + microfibras), destinado a constituir o que está sendo preliminarmente chamado de substrato de transição. A finalidade desse substrato é a de controlar melhor a fissuração do concreto da viga e retardar ou até evitar o desprendimento prematuro do reforço polimérico. Devido à carência de pesquisas semelhantes a aqui proposta, foi realizado um estudo preliminar em vigotas moldadas com fibras de aço e reforçadas externamente com manta de PRFC, onde se verificou que a concepção do substrato de transição é válida. Partiu-se então para a realização de ensaios visando à obtenção de um compósito cimentício com características apropriadas para constituir o substrato de transição. Os resultados e as análises efetuadas mostram que foi possível desenvolver um material de elevado desempenho, traduzido por um comportamento de pseudo-encruamento, com elevados ganhos de resistência e tenacidade ao fraturamento. A aplicação do reforço com manta sobre a superfície do substrato de transição, formado a partir da reconstituição do banzo tracionado da viga com o compósito cimentício, mostrou melhorar significativamente os níveis de desempenho da peça reforçada. Do estudo realizado foi possível comprovar a eficiência da técnica de reforço proposta, além de reunir uma série de informações que podem ser exploradas para se tornarem úteis como critérios de projeto de estruturas recuperadas e reforçadas. / The technique characterized by bond of the carbon fibers reinforced polymer (CFRP) in structural elements of concrete comes being applied successfully in the strengthening of structures in the whole world. Resistance to the corrosion, high tensile strength, low weight, easiness and rapidity of application, is some of interesting characteristics that have contributed for its dissemination. The objective of this research is to develop an innovate strengthening method for RC beams, based on a high performance cement-based composite of steel fibers (macro + microfibers) to be applied in a transition layer. The purpose of this transition layer is to better control the cracking of concrete and to be late or until avoid the premature detachment of strengthening. Due to lack of similar research here the proposal, was carried through a preliminary study in short beams molded with steel fibers and strengthened with CFRP sheet, where if it verified that the conception of the transition layer is valid. Tests were developed to get a cement-based composite with characteristics to constitute the layer transition. The results shown that were possible to develop a material of high performance with a pseudo strain-hardening behavior, high strength and fracture toughness. The application of the strengthened about the layer transition surface showed significantly to improve the levels of performance of the strengthening beam. Of the carried through study it was possible to prove the efficiency of the new strengthened technique and describe various information that can be explored to become useful as criteria of project of repaired and strengthened structures.

No presente trabalho, utiliza-se concreto com fibras de aço, traspasse de armaduras e chaves de cisalhamento para desenvolver uma ligação viga-pilar capaz de resistir a ações cíclicas e dinâmicas e que possa ser empregada na pré-moldagem de estruturas de casas de força de usinas hidrelétricas. Para atingir este objetivo, inicialmente foram realizados ensaios de caracterização dos materiais, cujos resultados mostraram aumentos de 34% na resistência à tração na flexão, 16% na resistência à compressão e 33% na tenacidade, comprovando os efeitos benéficos das fibras de aço nas propriedades mecânicas do concreto. Em seguida, foram realizados ensaios de tração em tirantes, cujos resultados sugeriram que um comprimento de 15Ø é suficiente para que a emenda desenvolva as tensões de aderência de modo adequado; e ensaios de cisalhamento, cujos resultados mostraram que a ligação viga-pilar resiste a tensões de cisalhamento direto de até 0,77 MPa. Na sequencia, foram realizados ensaios cíclicos em dois modelos cruciformes para caracterização da ligação (um monolítico e outro de concreto pré-moldado, o qual empregava concreto com 1% de fibras na região da ligação), sendo o carregamento aplicado em cinco níveis de força, cada um com dez ciclos de carregamento e descarregamento. Os resultados desses ensaios mostraram que a ligação do modelo em concreto pré-moldado apresentou 85% da resistência do modelo monolítico e ruptura governada por flexão. Por fim, os ensaios dinâmicos foram realizados nos modelos cruciformes em três diferentes situações (íntegros, fraturados e após ruptura da ligação) para estimar o coeficiente de amortecimento, o qual sofreu uma redução de 31% após o ensaio cíclico. Simulações computacionais foram realizadas para complementar a investigação realizada neste trabalho. Elas mostraram representação aceitável da rigidez, mas não da resistência do modelo. / In the present work, steel fiber reinforced concrete, splicing bars and shear keys are used in order to develop a beam-column connection able to support cyclic and dynamic loadings and which can be used in precasting power houses structures of power plants. To achieve this goal, tests were carried out to characterize the materials, which showed increases of 34% in flexural tensile strength, 16% in compressive strength and 33% in toughness factor, confirming the beneficial effects of steel fibers in mechanical properties of the concrete. Then, tensile tests were carried out on rods, whose results suggested that a length of 15Ø can assure appropriate development of bond stresses through the splice; and shear tests, whose results showed that the beam-column connection resists to shear stresses of up to 0,77 MPa on shear key. After, cyclic tests were performed in two cruciform models in order to characterize the beam-column connection (one monolithic and the other precast concrete, which employed 1% steel fiber reinforced concrete in connection region, being the loading applied in five loading levels, each one in 10 cycles of loading and unloading. Results of these tests showed that precast beam-column connection presented 85% of the strength presented by the monolithic model and bending failure. Finally, dynamic tests were performed in cruciform models in three different situations (uncracked, cracked and after failure) for estimating the damping ratio, which was reduced by 31% after cycles. Computer simulations were performed to complement the research developed in this work. They showed acceptable representation of stiffness, but the strength of the model.