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.

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.

o presente trabalho avaliou a eficiência de cinco sistemas de reparo no combate à iniciação e à propagação da corrosão do aço por cloretos, os quais são: sistemas de reparo formados com argamassa e barras de aço sem pintura e um sistema de reparo formado com argamassa 1:3 a/c=O,5 com pintura de zinco nas barras de aço. A avaliação se deu através de ensaios de corrosão acelerada, usando ciclos de umedecimento e secagem, em corpos de prova prismáticos (45x80x90mm) confeccionados com as argamassas dos sistemas de reparo a serem testados, possuindo no seu interior duas séries de duas barras de 5mm de diâmetro distantes 5mm e 10mm das faces. Foram efetuados também ensaios complementares nas argamassas, classificados em ensaios de durabilidade: absorção por imersão (NBR 9778/87), absorção por capilaridade (NBR 9779/95), difusão de cloretos (usando fatias de 10mm de espessura de corpos de prova cilíndricos de 5mm de diâmetro) e determinação do teor de cloretos na argamassa, e ensaios mecânicos: módulo de elasticidade (NBR 8522/84) e resistência à compressão (NBR 5739/93). Além dos ensaios supracitados, elaborou-se uma análise do custo/beneficio da utilização dos sistemas de reparo em estudo. Todos os corpos de prova (cilíndricos e prismáticos) foram curados em câmara úmida por 7 dias e posteriormente em ambiente de laboratório até completarem 28 dias, idade onde se iniciou todos os ensaios. Os resultados apontam uma superioridade, no ensaio de corrosão acelerada e nos ensaios complementares de durabilidade, do sistema de reparo com adição de estireno-butadieno (SBR) seguido em ordem decrescente, do sistema com adição de sílica ativa, do sistema com adição de nitrito de sódio e do sistema com pintura de zinco nas barras. Nos ensaios complementares mecânicos, o sistema de reparo com adição de sílica ativa apresentou os melhores resultados, seguido do sistema de reparo com adição do inibidor de corrosão. A análise custo/beneficio aponta o sistema de reparo com adição de sílica ativa como o mais viável economicamente, seguido, em ordem decrescente de desempenho, dos sistemas com adição de nitrito de sódio, com adição de estireno-butadieno e com pintura de zinco nas barras.

Os concretos de alta resistência, produzidos com reduzidas relações água/aglomerante, constituem um avanço que está cada vez mais difundido na engenharia civil, dadas suas características técnicas atraentes, relacionadas aos ganhos em termos de resistência mecânica e durabilidade. No entanto, persistem ainda dúvidas relacionadas ao comportamento deste material frente a elevadas temperaturas. As mesmas derivam da microestrutura muito compacta e da baixa permeabilidade a líquidos e gases destes concretos. Estas características podem conduzir a desplacamentos explosivos sob certas condições térmicas e mecânicas, tais como as vigentes durante o rápido aquecimento do concreto em casos de incêndios. O acréscimo de pressão nos poros, devido à evaporação de água e às tensões geradas pelos gradientes de deformações térmicas, criam condições para a ocorrência destes desplacamentos. Além disto, o material concreto sofre alterações microestruturais consideráveis durante o aquecimento, que acabam influenciando suas propriedades macroestruturais, tais como resistência mecânica e porosidade. Estas alterações apresentam natureza física e química, envolvendo a perda de água, a ocorrência de expansões e/ou contrações térmicas e as modificações no arranjo cristalino de alguns constituintes. A superposição destes efeitos pode reduzir substancialmente a resistência dos elementos estruturais, levando edificações ao colapso. Pesquisas relacionadas ao tema são usualmente voltadas ao monitoramento dos sinais externos de degradação, tais como microfissuras, expansões e desplacamentos Já as alterações físico-químicas da microestrutura do material são menos examinadas, embora sejam as razões primárias do processo de degradação pela exposição ao calor. Nesta pesquisa, analisam-se as alterações microestruturais e as perdas de resistência de pastas, argamassas e concretos em virtude do aquecimento. Avalia-se ainda a eficiência da adição de fibras de polipropileno ao concreto, para controlar os desplacamentos. Os resultados indicam que o fenômeno do desplacamento explosivo realmente inspira cuidados, mas que o emprego das fibras pode minimizar o mesmo, contribuindo para o acréscimo da resistência residual. Ademais, os dados desta pesquisa contribuem para o desenvolvimento de metodologias de projeto mais adequadas às estruturas frente a incêndios. Palavras chave: concreto de alta resistência, desplacamentos, altas temperaturas, incêndio.

A crescente preocupação com a qualidade e durabilidade das estruturas de concreto tem gerado grandes avanços na tecnologia do concreto, porém existem muitas questões ligadas aos processos de deterioração ainda a serem esclarecidas. Entre os vários processos que afetam a durabilidade do concreto, encontra-se a reação álcali-agregado (RAA), um fenômeno bastante complexo, mas que foi descoberto há muitos anos, porém responsável por ter afetado mais de 140 barragens no mundo. Ainda não se dispõe de uma maneira totalmente eficiente e econômica de combater a reação, uma vez instalada no concreto. A presente pesquisa aborda, do ponto de vista científico e tecnológico, o tema RAA. A investigação se deu em três etapas. Na primeira, o objetivo principal foi estudar aproximadamente cem testemunhos de concreto, provenientes de uma estrutura de usina hidrelétrica já afetada pela RAA, e verificar o reflexo desta patologia nas suas propriedades como a resistência à compressão, à tração, módulo de elasticidade, velocidade de pulsos ultra-sônicos e permeabilidade. Em conjunto, foram realizados ensaios para avaliar expansões residuais e investigações microscópicas com o objetivo de verificar os agentes causadores da reação. Na segunda etapa, o agregado quartzito, proveniente da região da usina hidrelétrica avaliada, foi estudado, desde análises microscópicas, ensaios de expansão em argamassas e concretos até a determinação das propriedades de concretos confeccionados em laboratório. As propriedades avaliadas foram as mesmas dos testemunhos. Nas duas primeiras etapas realizadas, o papel do lítio também foi abordado com o objetivo de verificar a sua eficiência no combate a RAA Por fim, na terceira etapa, foi realizado um amplo estudo do gel exsudado coletado na superfície do concreto da estrutura deteriorada pela RAA. O estudo envolveu desde a sua simples caracterização através da determinação de suas propriedades até uma caracterização avançada fazendo-se o emprego de técnicas como a difração de raios X, microscopia eletrônica de varredura, análise térmica, espectroscopia no infravermelho e espectroscopia de ressonância nuclear magnética. Nesta etapa, o lítio também foi abordado com o objetivo de se verificar o seu efeito no gel exsudado. Os resultados com os testemunhos de concreto indicam que houve reflexos negativos em algumas propriedades devido a RAA, destacando o módulo de elasticidade. Verificou-se ainda a existência de expansões residuais nos testemunhos de concreto extraídos quando expostos a determinadas condições ambientais. Nos ensaios de expansão com os testemunhos, o lítio se mostrou capaz de reduzir em parte as expansões residuais nos testemunhos de concreto estudados. Adicionalmente, o agregado quartzito provou ser bastante reativo, chegando a expansões de 0,24% nas argamassas pelo método acelerado e 0,09% nos prismas de concreto, nas idades de 16 e 365 dias, respectivamente. Entre as propriedades estudadas nos concretos moldados, e atacados em laboratório, verificou-se também que o módulo de elasticidade foi a propriedade mais afetada no tempo. Ainda o lítio nesta etapa também mostrou algum efeito positivo nas expansões. No estudo do gel exsudado, foi possível caracterizá-lo como um silicato de potássio hidratado com grande potencialidade para expandir. A partir principalmente da ressonância nuclear magnética, verificou-se que o potássio faz parte da estrutura do gel enquanto que o sódio se apresenta combinado na forma de trona, um produto cristalizado que se encontra segregado na rede do silicato de potássio amorfo. O lítio em contato com o gel se mostrou capaz de afetar a sua estrutura através das alterações observadas por ressonância nas ligações do silício.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2016. / Submitted by Camila Duarte (camiladias@bce.unb.br) on 2016-07-22T12:52:07Z No. of bitstreams: 1 2016_RenatoSantosPaulinelliRaposo.pdf: 9017099 bytes, checksum: 0654d613ad2110de4b239635a4526fb0 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2017-02-15T21:40:50Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_RenatoSantosPaulinelliRaposo.pdf: 9017099 bytes, checksum: 0654d613ad2110de4b239635a4526fb0 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-15T21:40:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_RenatoSantosPaulinelliRaposo.pdf: 9017099 bytes, checksum: 0654d613ad2110de4b239635a4526fb0 (MD5) / As Barragens de Enrocamento com Face de Concreto (BEFC) são usadas em locais com grandes volumes de escavação obrigatórias em rocha, apresentando baixo custo, grande flexibilidade construtiva e segurança em longo prazo em termos de estabilidade e abalos sísmicos. Melhorias nos critérios de projeto e processos executivos encorajam empreendimentos cada vez mais altos e em vales mais fechados, ou seja, em condições menos favoráveis. Mesmo com os avanços em métodos de simulações numéricas aplicados a projetos, ainda são registrados casos de grandes rupturas na laje de vedação que não foram previstas e surpreendem consultores e especialistas da área. Pelo padrão das rachaduras, são formuladas hipóteses que buscam explicar o fenômeno por meio de resultados de simulações tridimensionais em construção por etapas e as simulações ainda consideram interface entre o enrocamento e o concreto. O presente estudo está embasado no propósito de verificar se as forças de percolação desenvolvidas pela ombreira, formadas com o enchimento do reservatório, tendem ou não a comprimir a barragem como um todo e contribuir para o desenvolvimento de trincas verticais, com o esmagamento do concreto da face de montante dos barramentos, comprometendo assim o seu desempenho. A metodologia é fundamentada em simulações tridimensionais de percolação que fornecem as forças provenientes do fluxo de água posteriormente aplicadas em simulações de tensão-deformação para avaliar o seu efeito sobre a laje. A geometria e os parâmetros da barragem simulada foram embasados em arranjos de BEFC que apresentaram problemas, aplicando algumas variações paramétricas para uma avaliação. Os resultados indicam que o módulo de deformabilidade do enrocamento é o parâmetro mais influente para a formação de esforços na laje e que os maiores esforços de compressão são observados região superior e central da laje com valores entre 58 e 98 MPa. Houve aumento de até 9% na referida compressão com a adição das forças de percolação, com um acréscimo de até 8 MPa. A abertura das juntas foi observada em todo o perímetro, com valores de até 12 cm. Os valores de compressão são muito superiores aos resistentes do concreto e a abertura das juntas tem comportamento diferente do que se imaginava para critérios convencionais de projeto, que reforça a recomendação de estudos tridimensionais BEFCs, principalmente as construídas em vales fechados. / The Concrete Face Rock Fill Dams (CFRD) are relatively inexpensive, has great flexibility construction and very secure in the long run in terms of stability and earthquakes. Improvements in design criteria and executive processes encourage higher constructions in closed valleys, that is, on less favorable terms. With advances in methods of numerical simulation applied to projects, are still reported cases of major disruptions in the sealing slab that were unforeseen and surprising consultants and specialists. From the cracks, assumptions are made that try to explain the phenomenon through results of three-dimensional simulations under construction in stages and simulations still consider interface between rockfill and concrete. This study is grounded in order to verify whether the percolation forces developed by the abutment formed with the filling of the reservoir, tend or not to compress the dam as a whole and contribute to the development of vertical crack in the concrete crushing upstream face of the embankment thus compromising its performance. The methodology for verification is based on three-dimensional seepage simulations that provide the forces from the water flow subsequently applied to the stress-strain simulations to evaluate its effect on the slab. The geometry and parameters of the simulated dam were based on CFRD arrangements that presented problems by applying some parametric variations for a more general evaluation, not sticking to a certain specific project. The simulation results indicate that the Young's modulus of the rockfill is the most influential parameter to the formation of stresses in the slab and the greatest compressive stress are observed upper and central slab with values between 58 and 98 MPa. There was an increase of up to 9% in said compression with the addition of seepage forces, with an increase of up to 8 MPa. The opening of the joints was observed around the perimeter, with values of up to 12 cm. The compression values are much higher than the resistance of the concrete and the opening of the joints have different behavior than previously thought for conventional design criteria, enhancing the importance of three-dimensional studies BEFCs, mostly built in enclosed valleys.

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2016. / Submitted by Fernanda Percia França (fernandafranca@bce.unb.br) on 2017-02-22T19:36:55Z No. of bitstreams: 1 2016_MarcusViníciusAraújodaSilvaMendes.pdf: 6499833 bytes, checksum: 2c73e10d763a43541c98247dff8ee215 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2017-03-23T23:16:53Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_MarcusViníciusAraújodaSilvaMendes.pdf: 6499833 bytes, checksum: 2c73e10d763a43541c98247dff8ee215 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-23T23:16:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_MarcusViníciusAraújodaSilvaMendes.pdf: 6499833 bytes, checksum: 2c73e10d763a43541c98247dff8ee215 (MD5) / O concreto autoadensável é um tipo de material que exige um estudo prévio e minucioso da sua mistura em função do comportamento solicitado no seu estado fresco, que o torna ainda pouco empregado em obras usuais de concreto armado. Diante disso, buscou-se, no presente trabalho, explorar a relação existente entre os parâmetros de autoadensabilidade e de reologia para argamassas e concretos e, além disso, agregar constatações obtidas por meio dos resultados do parâmetro WFT das argamassas, que envolve conceitos de densidade de empacotamento e área especifica total do sistema granular de materiais cimentícios. Esses aspectos citados, tiveram a finalidade de propor valores de referências provindos das interações entre esses parâmetros, no sentido de tornar o processo de obtenção de argamassas e de concretos autoadensáveis menos complexo. Para isso, decidiu-se obter parâmetros de autoadensabilidade e de reologia por meio de estudos em argamassas e, posteriormente, estudos em concretos. Os parâmetros decorrentes da avaliação das argamassas foram obtidos por meio dos seguintes ensaios: mini-slump, mini-funil e caracterização reológica por meio do reômetro da marca Rheotest N4.1. Os parâmetros provenientes da avaliação dos concretos foram obtidos por meio dos ensaios e modelos matemáticos: slump flow, T500, funil V, anel J, caixa L, caixa U, tubo de segregação. Os parâmetros reológicos estimados por meio de equações matemáticas propostas por Sedran e De Larrard(1999). Com esses parâmetros, foi possível propor referências de argamassas e de concretos autoadensáveis com vista na norma NBR 15823-1 (2010) que prescreve os requisitos de autoadensabilidade exigidos para o concreto no Brasil. Também foi feita uma avaliação dos ensaios prescritos nesta norma para avaliação do concreto autoadensável. Nesse sentido, constatou-se que o ensaio T500 não apresentou resultados consistentes de viscosidade plástica aparente quando comparados com os resultados de viscosidade plástica aparente obtidos pelo ensaio de Funil V. Verificou-se que os ensaios que avaliam habilidade passante, tais como, caixa L e anel J, não demonstraram uma boa sintonia entre seus resultados. O ensaio de espalhamento demonstrou-se eficiente para estimar a habilidade passante do concreto por meio dos ensaios de caixa L e caixa U. Ademais, constatouse que o parâmetro WFT não foi capaz de governar as propriedades de autoadensabilidade e de reologia de argamassas e de concretos autoadensáveis contrariando afirmações de outros pesquisadores, os quais afirmam, com convicção, que esse parâmetro governa as propriedades no estado fresco dos materiais cimentícios. Por fim, foi possível sugerir classes de autoadensabilidade às argamassas autoadensáveis, bem como se definiu suas curvas de fluxo de reologia mais comuns apresentadas nesta tese. / O concreto autoadensável é um tipo de material que exige um estudo prévio e minucioso da sua mistura em função do comportamento solicitado no seu estado fresco, que o torna ainda pouco empregado em obras usuais de concreto armado. Diante disso, buscou-se, no presente trabalho, explorar a relação existente entre os parâmetros de autoadensabilidade e de reologia para argamassas e concretos e, além disso, agregar constatações obtidas por meio dos resultados do parâmetro WFT das argamassas, que envolve conceitos de densidade de empacotamento e área especifica total do sistema granular de materiais cimentícios. Esses aspectos citados, tiveram a finalidade de propor valores de referências provindos das interações entre esses parâmetros, no sentido de tornar o processo de obtenção de argamassas e de concretos autoadensáveis menos complexo. Para isso, decidiu-se obter parâmetros de autoadensabilidade e de reologia por meio de estudos em argamassas e, posteriormente, estudos em concretos. Os parâmetros decorrentes da avaliação das argamassas foram obtidos por meio dos seguintes ensaios: mini-slump, mini-funil e caracterização reológica por meio do reômetro da marca Rheotest N4.1. Os parâmetros provenientes da avaliação dos concretos foram obtidos por meio dos ensaios e modelos matemáticos: slump flow, T500, funil V, anel J, caixa L, caixa U, tubo de segregação. Os parâmetros reológicos estimados por meio de equações matemáticas propostas por Sedran e De Larrard(1999). Com esses parâmetros, foi possível propor referências de argamassas e de concretos autoadensáveis com vista na norma NBR 15823-1 (2010) que prescreve os requisitos de autoadensabilidade exigidos para o concreto no Brasil. Também foi feita uma avaliação dos ensaios prescritos nesta norma para avaliação do concreto autoadensável. Nesse sentido, constatou-se que o ensaio T500 não apresentou resultados consistentes de viscosidade plástica aparente quando comparados com os resultados de viscosidade plástica aparente obtidos pelo ensaio de Funil V. Verificou-se que os ensaios que avaliam habilidade passante, tais como, caixa L e anel J, não demonstraram uma boa sintonia entre seus resultados. O ensaio de espalhamento demonstrou-se eficiente para estimar a habilidade passante do concreto por meio dos ensaios de caixa L e caixa U. Ademais, constatouse que o parâmetro WFT não foi capaz de governar as propriedades de autoadensabilidade e de reologia de argamassas e de concretos autoadensáveis contrariando afirmações de outros pesquisadores, os quais afirmam, com convicção, que esse parâmetro governa as propriedades no estado fresco dos materiais cimentícios. Por fim, foi possível sugerir classes de autoadensabilidade às argamassas autoadensáveis, bem como se definiu suas curvas de fluxo de reologia mais comuns apresentadas nesta tese.

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2015. / Submitted by Guimaraes Jacqueline (jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2015-12-11T13:17:16Z No. of bitstreams: 1 2015_ElaineJaricunaPereiraDeAlbuquerque.pdf: 12819530 bytes, checksum: 61aacdb45e10b892c4badb6d8da2a742 (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2015-12-11T13:18:06Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_ElaineJaricunaPereiraDeAlbuquerque.pdf: 12819530 bytes, checksum: 61aacdb45e10b892c4badb6d8da2a742 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-12-11T13:18:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_ElaineJaricunaPereiraDeAlbuquerque.pdf: 12819530 bytes, checksum: 61aacdb45e10b892c4badb6d8da2a742 (MD5) / Ligações laje-pilar em lajes lisas podem romper por punção para uma carga inferior à correspondente de flexão, devido às altas tensões advindas do momento fletor e do esforço cortante, e por isso tem sido muito estudadas. No entanto, dentre os tipos de ligação lajepilar (pilar interno, de borda ou de canto), as ligações com pilares de canto reentrante não havia ainda sido estudado com profundidade, principalmente no caso de momentos desbalanceados em uma ou duas direções. Nesta pesquisa foram analisadas experimentalmente 12 (doze) ligações lajes lisas / pilar, com pilar quadrado de canto reentrante com 300 mm de lado, com espessura de 180 mm, e as principais variáveis investigadas foram a presença de armadura de cisalhamento disposta radialmente, a taxa de armadura de flexão na região do pilar, que variou de 0,8 a 2,1%, a presença de armadura de torção no bordo, e o desbalanceamento dos momentos nas duas direções, com excentricidades variando de 267 a 504mm. Durante os ensaios foram monitoradas as deformações nas armaduras de flexão, cisalhamento e torção; deformações no concreto; deslocamentos verticais; padrão de fissuração; cargas últimas; rotações das lajes e modos de ruptura. Os resultados experimentais foram comparados com uma proposição para a determinação das resistências esperadas pelas normas NBR 6118 (2014), Eurocode 2 (2004) e ACI 318 (2014), e pelas recomendações do MC2010 (2013), pois as lajes lisas com pilares reentrantes não são abordados por estas normas e recomendações. Também foi realizada uma simulação numérica utilizando o software ATENA, que emprega o método dos elementos finitos para efetuar análises tridimensionais não lineares em estruturas de concreto armado. ____________________________________________________________________________________________________ ABSTRACT / In failure slab-column connection failure of flat slabs is observed high stresses are originated by that of bending and shearing efforts, which can cause failure by punching with a load lower than the bending. The types of slab-column connection, internal, edge, corner and re-entrant corner can appear in any deck. However the connection slab-column of reentrant corner is not discussed by any research as the other cases, its mechanical model and its behavior with unbalanced moments in one or both directions are unknown. In this research were analyzed experimentally 12 flat slabs with thickness of 180 mm, supported by a square column with sides of 300 mm and molded with machined concrete with average strength of 45 MPa. The experimental results were: strain in bending, shear and torsion reinforcement; concrete strains; vertical displacement; map of cracking; ultimate loads; rotations of the slabs and failure modes. The variables were: eccentricity, bending reinforcement ratio, amount of shear reinforcement and torsion reinforcement. Strength of punching shear get in the tests was compared with the strength provided by the NBR 6118 code (2014), Eurocode 2 (2004), ACI 318 (2014) and MC2010 (2013), but all the standards had to be adapted because they do not cover punching in slabs with reentrant corner column. Also a numerical simulation was made using the ATENA software designed to make non-linear three-dimensional analysis of reinforced concrete structures. Thus, the data monitored in the laboratory ware correlated with the results from finite element modeling. Some of the major contributions of this study were to show the general behavior of the slab connection with reentrant corner column with respect to displacements, strains, cracking, failure mode and failure surface; analyze the behavior and the adapted codes; and show how to treat this type of connection.

Resumo: O objetivo desta dissertação de mestrado foi estudar o comportamento das lajes alveolares pré-fabricadas em concreto protendido submetidas a esforços de cisalhamento. Para isso, foram feitos ensaios de cisalhamento das lajes alveolares com espessura de 26,5cm com e sem capa de concreto de 5cm, sem preenchimento de alvéolos, com dois alvéolos preenchidos e com três alvéolos preenchidos com concreto. Os ensaios foram realizados de acordo com os procedimentos recomendados pela FIP (1992), pela EN 1168:2005 e por Costa (2009). Os valores da força cortante última obtida nos ensaios foram comparados com os valores das forças cortantes resistentes teóricas calculadas de acordo com a NBR 6118:2003 e com a NBR 14861:2011. Ao calcular-se a força cortante resistente através das equações apresentadas na NBR 14861:2011, verificou-se que esta norma está muito mais rigorosa no cálculo da resistência ao cisalhamento das lajes alveolares do que a NBR 6118. Devido à esta grande diferença nos resultados calculados, mesmo para lajes sem preenchimento de alvéolos, esta autora consultou a comissão que elaborou a NBR 14861:2011 e verificou que há um erro no texto da norma, pois o coeficiente foi considerado em duplicidade ( e 0,15). A ABNT emitirá em breve uma emenda da NBR 14861:2011 com as correções necessárias. Durante os ensaios realizados para a presente pesquisa, confirmou-se que o preenchimento dos alvéolos com concreto contribui para o aumento da resistência ao cisalhamento das lajes alveolares. Mas para o caso das lajes de 26,5cm de espessura, deve ser limitada a quantidade a no máximo dois alvéolos preenchidos, pois a maioria dos resultados para lajes com três alvéolos preenchidos foi menor, confirmando que a recomendação da NBR 14861:2011 é coerente com a prática. Após a análise da configuração de fissuração e dos mecanismos de ruptura das lajes alveolares durante os ensaios de cisalhamento, foram desenvolvidos modelos de bielas e tirantes representando as forças atuantes nas lajes no instante da sua ruptura. Através destes modelos foi calculada a tensão de tração atuante nos tirantes de concreto (nervuras) e dimensionada a geometria destes tirantes. As contribuições que esta pesquisa traz são as seguintes: aumento da quantidade de resultados de ensaios com lajes de espessura 26,5cm realizados no Brasil, obtenção de resultados de ensaios de cisalhamento com alvéolos concretados após a liberação da força de protensão, obtenção de resultados de ensaios de cisalhamento em lajes alveolares com alvéolos concretados e com capa de concreto armada com tela soldada, comparação de resultados de ensaios de cisalhamento com valores teóricos calculados através da nova revisão da norma NBR 14861:2011, aplicação de modelos de bielas e tirantes em lajes alveolares protendidas; correção da duplicidade do fator apresentada na NBR 14861:2011.

Orientador: Jefferson Sidney Camacho / Banca: Marcio Antonio Ramalho / Banca: José Antonio Matthiesen / Resumo: O presente trabalho teve como objetivo principal o estudo e o desenvolvimento das técnicas de produção de blocos de concreto para alvenaria estrutural na escala reduzida de (1:4). Os blocos em escala reduzida foram produzidos para apresentarem o mesmo comportamento em termos de resistência à compressão e deformabilidade que os seus pares em escala real. Para as duas escalas em estudo, (1:1) e (1:4), foram produzidos blocos com quatro traços diferentes entre si. Além dos blocos, também foram construídos e ensaiados à compressão prismas de três fiadas, nas duas escalas, de modo a determinar as correlações entre as resistências e deformações nas duas escalas. Para a consecução do objetivo acima, foram desenvolvidos ensaios de compressão axial em unidades e prismas de três blocos, nas escalas (1:1) e (1:4). Os parâmetros observados, medidos e comparados foram as resistências à compressão, os módulos de deformação, as curvas tensão-deformação e as formas de ruptura apresentadas pelos corpos-de-prova. Como resultado final, chegou-se a uma série de procedimentos que, quando observados, permitem a reprodução de blocos de concreto para alvenaria estrutural na escala (1:4), mantendo praticamente as mesmas características de resistência à compressão e deformabilidade, tanto para as unidades quanto para os prismas estudados. / Abstract: The present work had as main objective to study and the development of production techniques of the small-scale concrete blocks for structural masonry in the (1:4) reduced scale. The blocks in the small-scale were produced to present the same behavior in terms of compression strength and deformability as their equivalents in the full scale. For both studied scales, (1:1) and (1:4), blocks were produced in four different mixtures. Additionally to the blocks, it was built and tested three courses prisms, in both scales, in the way to establish the correlations between the compression strength and the deformations. To match the above objective, axial compression tests were developed in units and prisms, on the scales (1:1) and (1:4). The observed, measured and compared parameters were the compression strength, the strains, the stress-strain curves and the rupture forms presented by the specimens. As a final result, it was established a series of procedures that, when observed, allows the reproduction of the concrete blocks for structural masonry in the scale (1:4), keeping practically the same characteristics of compression strength and deformability, either for the units or for the prisms. / Mestre