Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2017-08-23T15:49:43Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 3691268 bytes, checksum: a4bb2392b48696aba96778b0da2f1ae5 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-23T15:49:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 3691268 bytes, checksum: a4bb2392b48696aba96778b0da2f1ae5 (MD5) Previous issue date: 2017-02-17 / A deterioração de uma estrutura de concreto armado causa a redução da rigidez dos elementos estruturais e, por consequência, modifica sua frequência natural. A partir da frequência natural é possível estimar a rigidez residual de um elemento estrutural. Neste trabalho avalia-se o comportamento estrutural de vigas de concreto armado submetidas a degradação mecânica da rigidez, com auxilio das características dinâmicas. Para o desenvolvimento do programa experimental foram utilizados 36 modelos de viga de concreto armado, nos quais buscou-se variar as características mecânicas do concreto e a taxa de armadura. A fim de promover a degradação da rigidez das vigas de concreto armado os modelos experimentais foram submetidos a ensaios de flexão até alcançar uma carga próxima ao colapso. Para diversos estágios de carga do ensaio de flexão foi obtida a frequência fundamental da viga por meio de um ensaio para determinação das características dinâmicas. Para efeitos de comparação de resultados, os modelos de viga foram simulados com auxílio do programa computacional Deforme v3.02-c1 e por meio de um modelo analítico. Com base nos resultados obtidos conclui-se que o procedimento para estimativa de flechas a partir da características dinâmicas descreve de forma adequada os fenômenos que ocorrem em uma viga de concreto armado submetida à flexão simples, como por exemplo efeito de Tension Stzjjºening. Outro aspecto importante de se destacar é que para a faixa de serviço os elementos apresentaram cerca de 70% a 80% de sua rigidez inicial. Para cargas próximas ao colapso, as vigas ainda conservaram uma parcela significativa de sua rigidez, que varia entre 50% e 60% de sua rigidez inicial. De uma forma mais ampla, concluiu-se que a estimativa da rigidez residual e de flechas de vigas de concreto armado por meio de sua frequência fundamental, mostra-se como uma metodologia adequada para avaliação da integridade destes elementos. / The deterioration of the structure of reinforced concrete beams causes a reduction of the structural stiffness which consequently brings about modifications in their natural frequency. From the natural frequency, it is possible to estimate the residual stiffness of a structural element. The aim of this work is to assess the structural behavior of reinforced concrete beams subjected to the stiffness degradation, by using the dynamic characteristcs. Regarding the development of the experimental program, 36 models of reinforced concrete beam were used so that different behaviors of the mechanical characteristics of the concrete and the reinforcement ratio could be assessed. In order to promote the stiffness degradation of the reinforced concrete beams, the experimental models were subjected to bending tests until reaching a load close to collapse. ln respect to the different loading stages of the flexural test, the fundamental frequency of the beam was obtained by means of a test to determine the dynamic characteristics. For comparison purposes, the beam models were simulated using the Deforme v3.02-c1 software and an analytical model. By taking into account the obtained results, it is possible to conclude that the procedure for estirnating the deflection from the dynamic characteristics accurately describes the phenomena that occur in a reinforced concrete beam subjected to simple bending, as for instance the Tension Stiffening effect. An important point to be detached is that for the service range, the elements presented about 70% to 80% of their initial stiffness. For loads close to collapse, the beams retained a significant portion of their stiffness, ranging from 50% to 60% of their initial stiffness. In a more comprehensive manner, it was concluded that the estimation of the residual stiffness and the deflection of reinforced concrete beams, by means of their fundamental frequency, is shown as an adequate methodology to assess the integrity of these elements.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2018-02-19T12:19:52Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 3520787 bytes, checksum: e265bbf58f9f142cc8fad93c2f100613 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-02-19T12:19:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 3520787 bytes, checksum: e265bbf58f9f142cc8fad93c2f100613 (MD5) Previous issue date: 2017-02-10 / É crescente o número de estruturas de concreto armado que apresentam algum tipo de manifestação patológica como fissuração do concreto, corrosão das armaduras, dentre outras. Essas manifestações patológicas representam danos aos elementos estruturais que podem reduzir a rigidez dos mesmos, interferindo no desempenho em serviço e na capacidade última e contribuindo para a redução da vida útil da estrutura. A investigação da rigidez residual de uma estrutura danificada pode contribuir para a escolha da técnica de reabilitação mais racional. Apesar do seu potencial, as metodologias para avaliação da rigidez residual de elementos estruturais por meio de ensaios dinâmicos ainda são pouco utilizadas no Brasil. O objetivo do presente trabalho é propor uma metodologia para avaliação de estruturas de concreto armado degradadas utilizando ensaios dinâmicos. Essa metodologia também envolve a caracterização da geometria da estrutura por meio de scanner a LASER e a caracterização dos materiais por meio de ensaios não destrutivos e semidestrutivos. A fase experimental do trabalho foi dividida em duas etapas. Primeiramente foi realizado um estudo piloto numa viga de concreto armado onde foram verificados, por meio de um ensaio dinâmico, os efeitos da degradação na frequência, na rigidez e no amortecimento da viga. Posteriormente, a metodologia proposta foi aplicada a um estudo de caso de uma estrutura de concreto armado degradada. A partir do levantamento das características geométricas da estrutura, das propriedades mecânicas dos materiais e das características dinâmicas dos elementos estruturais, foram desenvolvidos modelos numéricos com auxílio do programa computacional SAP 2000 a fim de estimar a rigidez residual de cada elemento. Tendo como base a rigidez residual de cada elemento estrutural, foram desenvolvidos modelos de análise para obtenção dos esforços para verificação dos estados limites últimos e para verificação dos deslocamentos máximos para a condição de serviço da estrutura. A metodologia proposta, que associa o procedimento para estimativa da rigidez residual dos elementos estruturais, com auxílio de ensaios dinâmicos, e os procedimentos para caracterização da estrutura, com auxílio de ensaios semidestrutivos e não destrutivos, se mostrou efetiva para verificação da capacidade última, verificação do desempenho em serviço e previsão da vida útil da estrutura. De uma forma mais ampla, pode-se afirmar que a metodologia proposta se constitui uma ferramenta útil para a tomada de decisão sobre a técnica de recuperação, reparo ou reforço a ser empregada em uma estrutura de concreto degradada. / The number of reinforced concrete structures that present some type of pathological manifestation, such as cracking of concrete, corrosion of reinforcement, among others, is increasing. These pathological manifestations represent damages to the structural elements that can reduce their stiffness, interfering in the performance in service and in the last capacity and contributing to the reduction of the useful life of the structure. The investigation of the residual rigidity of a damaged structure may contribute to the choice of the most rational rehabilitation technique. Despite its potential, the methodologies for evaluating the residual stiffness of structural elements through dynamic tests are still little used in Brazil. The objective of the present work is to propose a methodology for the evaluation of degraded reinforced concrete structures using dynamic tests. This methodology also involves the characterization of the structure geometry by means of a LASER scanner and the characterization of the materials by non destructive and semi - destructive tests. The experimental phase of the work was divided into two stages. First, a pilot study was carried out on a reinforced concrete beam where the effects of degradation on frequency, stiffness and damping of the beam were verified by means of a dynamic test. Subsequently, the proposed methodology was applied to a case study of a degraded reinforced concrete structure. From the survey of the geometric characteristics of the structure, the mechanical properties of the materials and the dynamic characteristics of the structural elements, numerical models were developed using the SAP 2000 software to estimate the residual stiffness of each element. Based on the residual rigidity of each structural element, analysis models were developed to obtain the efforts to verify the ultimate limit states and to verify the maximum displacements for the service condition of the structure. The proposed methodology, which associates the procedure to estimate the residual stiffness of the structural elements, with the aid of dynamic tests, and the procedures for characterization of the structure, with the aid of semi-destructive and non-destructive tests, was effective to verify the ultimate capacity, verification of the performance in service and forecast of the useful life of the structure. More broadly, it can be stated that the proposed methodology constitutes a useful tool for decision making on the recovery, repair or reinforcement technique to be employed in a degraded concrete structure.