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Caracterização de argamassas com adições de sílica ativa como material para reparos e reforços de estruturas de concreto armado / Silica fume mortars caracterization as a repair material for reinforced concrete structures

Schuler, Andrea January 1998 (has links)
Este trabalho apresenta um estudo sobre a viabilidade técnica e econômica de se utilizar argamassas com adições de sílica ativa em reparos e reforços de estruturas de concreto annado. Considerando as potencialidades das argamassas para estes tipos de serviços e o efeito da sílica ativa sobre as propriedades dos concretos e argamassas, realizou-se amplo programa experimental para se avaliar as propriedades e características das argamassas com sílica ativa. Num primeiro momento, foram desenvolvidos oito traços de argamassa, sendo avaliadas suas propriedades mecânicas e aspectos relacionados com a durabilidade. Num segundo momento. avaliou-se o comportamento a flexão de elementos estruturais reforçados com a técnica proposta, de adotar as argamassas como material de revestimento e cobrimento de armaduras e estruturas de concreto, e outros aspectos relacionados com o comportamento da argamassa quando utilizada como material de reparo. Avaliou-se os custos de se executar duas situações de reparo, comparando-se os custos de se executar com a argamassa e com outras técnicas indicadas para a mesma situação. Os resultados demonstraram que o uso de argamassas com adições de sílica ativa é viável em reparos e reforços de estruturas de concreto annado, podendo apresentar vantagens tanto técnicas como econômicas, conforme a situação de aplicação. Em especial, destacou-se que o efeito das adições de sílica ativa nem sempre é tão presente nas propriedades mecânicas, mas quanto a aspectos relacionados com a durabilidade sua contribuição é significativa para o desempenho das argamassas. / This work presents a study about the technical and economic feasibility of use sílica fume mortars in repairs to reinforced concrete structures. Considering the potential of the mortars for this kind of work and the efect of sílica fume in concretes and mortars, an experimental program was conducted to evaluate the carcateristics and properties of silica fume mortars. In a first part, eight sílica fume mortars proportionings were developed, and their mechanical properties and durability aspects were studied. In a second part, the behaviour of structural elements repaired with silica fume mortar was investigated, subbmited to flexural load, and other aspects of the in-situ behaviour of the mortar was evaluated. The costs of two real cases of aplication of the silica fume mortar in repair of reinforced concrete elements was evaluated, comparing with other solutions to the same situation. The results showed that it's possible to use silica fume mortars in repair of reinforced concrete structures, in some cases with advantage both technically and economically over other solutions. Specially, was detected that the efect of silica fume admixtures in mortars sometimes were not so significant in mechanical properties, but on aspects related to durability their contribuition is important.
2

Aplicação do método dos elementos finitos para a análise elasto-viscoplástica de peças de concreto armado e protendido, submetidas a estados planos de tensão

Machado, Marcelo Augusto da Silva January 2002 (has links)
O objetivo deste trabalho é apresentar o desenvolvimento de um modelo computacional, baseado no método dos elementos finitos, para o estudo de estruturas de concreto armado e protendido, sob estados planos de tensão. O modelo computacional utiliza dois procedimentos distintos, baseados em um modelo elasto-viscoplástico. No primeiro, determina-se a resposta da estrutura ao longo do tempo. Considera-se, nesta etapa, que o material possui comportamento viscoelástico. No segundo, busca-se a resposta da estrutura para um carregamento instantâneo, considerando-se o material com um comportamento elastoplástico. Um modelo de camadas superpostas é adotado para melhor representar o comportamento viscoelástico do concreto e da armadura protendida, onde estes materiais são compostos de diversas camadas que sofrem a mesma deformação. Cada camada possui diferentes propriedades mecânicas e a tensão total é obtida pela soma das diferentes contribuições de cada camada. Para representar o concreto fissurado, utiliza-se um modelo de fissuras distribuídas, que leva em conta a contribuição do concreto entre fissuras. Tanto a armadura passiva quanto a armadura de protensão são introduzidas no modelo como uma linha de material mais rígido dentro do elemento de concreto. Considera-se aderência perfeita entre o concreto e o aço. Os deslocamentos ao longo das barras de aço são determinados a partir dos deslocamentos nodais dos elementos de concreto. Desta forma, as matrizes de rigidez das armaduras têm as mesmas dimensões das matrizes de rigidez dos elementos de concreto e ambas são somadas para a obtenção das matrizes de rigidez totais. Para verificar a precisão do modelo computacional, compararam-se resultados numéricos com valores experimentais disponíveis.
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Avaliação do comportamento dos deslocamentos transversais ao longo do tempo em vigas de concreto armado não convencional

Baroni, Henriette Justina Manfredini January 2003 (has links)
O estudo das deformações que ocorrem em estruturas de concreto armado vem despertando um interesse cada vez maior, visto que o concreto é o principal material estrutural utilizado nas construções modernas. Os objetivos dos estudos na área incluem, além da minimização de eventuais efeitos indesejados das deformações, a determinação de métodos acurados para previsão das flechas ao longo do tempo, visto que o concreto é um material viscoelasto- plástico, que sofre deformações lentas significativas. Como é de conhecimento geral, as deformações são causadas pelo carregamento imposto, incluindo o peso próprio, sendo diretamente afetadas pelas características do elemento estrutural e do meio ambiente no qual o mesmo se insere. Para estimá-las, portanto, é necessário conhecer bem o material. A questão é que, nos últimos anos, começaram a ser utilizados concretos com características muito diferentes dos concretos convencionais. Mudanças no cimento e a utilização de aditivos e adições permitiram criar concretos com reologia e propriedades bem variadas. Embora muitos estudos sobre deformações tenham sido realizados com concretos convencionais, poucos foram realizados sobre as deformações imediatas e ao longo do tempo de concretos especiais. O presente trabalho foi concebido visando obter dados sobre o comportamento, quanto às flechas, de vigas fabricadas com concretos especiais, submetidas à flexão simples. Os objetivos propostos foram identificar mudanças de comportamento e determinar a adequação dos critérios de norma para estimativa das deformações destes concretos. O programa experimental incluiu o monitoramento das flechas em vigas de concreto armado com seção transversal de 10x20 cm e 212 cm de comprimento, bi-apoiadas, submetidas a um carregamento composto de duas cargas concentradas eqüidistantes dos apoios, constante ao longo do tempo. Foram ensaiados oito protótipos, 2 de concreto com fibras de aço, 2 de concreto de alta resistência, 2 de concreto branco e 2 de concreto convencional. São apresentados os resultados experimentais obtidos para cada viga, sendo os mesmos confrontados com os resultados teóricos obtidos com o modelo prescrito na Norma NBR 6118/03. Adicionalmente, os resultados experimentais foram comparados com resultados obtidos via um modelo numérico não-linear proposto por Barbieri (2003). A análise dos resultados evidencia que as deformações de concretos especiais não podem ser estimadas utilizando os critérios atuais para concretos convencionais, sendo necessário aplicar coeficientes de correção ou implementar modelos de estimativa específicos para estes concretos. Pelos resultados obtidos, entretanto, a estimativa do módulo de elasticidade de concretos especiais pode ser feita com boa precisão empregando as fórmulas da norma.
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Análise do desempenho de materiais de reparo industrializados para estruturas de concreto frente ao ataque ácido

Gaier, Claudia Veppo January 2005 (has links)
Desde os primórdios da civilização o homem tem utilizado materiais naturais, e mais recentemente materiais industrializados, para construção de estruturas portantes. Esse intenso processo de alteração e aprimoramento dos materiais e métodos construtivos proporcionou um acúmulo de conhecimentos que possibilitou, dentro de certos limites, construir estruturas adaptadas às suas necessidades. As estruturas de concreto estão cada vez mais presentes em ambientes agressivos, como industriais e marinhos, necessitando então de cuidados especiais. O número de obras que necessitam de intervenções cresce a cada dia, o que faz com que a demanda por técnicas e materiais de reparo também cresça. O número de estruturas de concreto que necessitam recuperações aumenta com a idade das obras brasileiras, em decorrência da sua degradação normal ou prematura, quando estas estão expostas a ambientes agressivos e não foram projetadas para tal. A construção civil tem como tendência utilizar cada vez mais sistemas que garantam a proteção às estruturas de concreto, o que tem contribuído para o incremento do surgimento de novos produtos e métodos de execução Neste trabalho, foi avaliado o comportamento de argamassas industrializadas, de diferentes composições, disponíveis no mercado brasileiro, frente ao ataque por três soluções ácidas (acético, lático e sulfúrico) devido à suscetibilidade dos compostos cimentícios do concreto frente ao ataque ácido que dissolvem a capa carbonatada do concreto, iniciando o processo de deterioração das estruturas. O trabalho incluiu ensaios de perda de massa, resistência à tração na flexão e resistência à compressão simples e investigou o efeito das variáveis citadas, no desempenho das argamassas industrializadas submetidas ao ataque químico. Os resultados mostram que as variáveis investigadas interferem no desempenho dos materiais frente à ação de soluções ácidas, porém de forma e intensidade diferentes para cada composição química das argamassas e para cada um dos ácidos estudados. Os materiais de base orgânica (epóxi) foram os que tiveram melhor desempenho para proteção das estruturas de concreto submetidas ao ataque ácido.
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Diagramas momento-curvatura para elementos estruturais de concreto armado submetidos a carregamento monotonico ou cíclico

Schirmbeck, Fernando Ricardo Gambetta January 1988 (has links)
Este trabalho tem por objetivo desenvolver e implementar, computacionalmente, procedimentos numéricos eficientes, aplicados à determinacão do diagrama momento-curvatura, correspondentes à: -uma seção tipica, em vigas de concreto armado, submetida à carga monotônica ou cíclica de curta duração; - um ponto genérico da superficie média em placas de concreto armado, submetidas à carga monotônica de curta duração. Ainda à luz dos resultados obtidos, visa também propôr um modelo simplificado em termos de resultantes de tensões e deformações generalizadas. Inicialmente, é descrito um modelo laminar para vigas, no qual a carga é aplicada de forma incremental sendo que para cada etapa, as equaçães de equilibrio não-lineares são resolvidas de maneira iterativa. Como consequência é proposta uma relação momento-curvatura em termos de resultantes. A fim de verificar a validade e aplicabilidade dos métodos e dos algorítmos estudados e comparar-se os resultados com dados experimentais e respostas obtidas por outros pesquisadores, é apresentada uma série de exemplos numéricos. A continuação, é aplicado o procedimento anterior para modelos de laje, livres de solicitações de membrana. Finalmente através de um estudo paramétrico dos diversos fatores que afetam o diagrama momento-curvatura, propõe-se uma relação simplificada. / The objective of the present study is to develop an efficient numerical procedure for obtaining the moment-curvature relationship, corresgondents: - a typical section, in reinforced concrete beams, under cyclic or monotonically short term loading; - a generic point on the average of reinforced concrete plates under monotonik, short duration loading. On the basis of the results indicated above, a simplified model is proposed, in terms of: generalized stresses and deformations. At first, a laminar model applicable to beams is described. The loads are incrementaly applied and at each slage the nonlinear equilibrium equations are solved iterative manner. In consequence it is proposed moment-curvature relationship in term of resultants. Several numerical examples are presented in order to verify the validity and applicability of the developed models. The results obtained are compared to experimental and analytical data obtained by others investigators. Next, the procedure previously described is applied to slabs free of membrane stresses. Finally through a parametric studu of the different factors that affect a moment-curvature relationshhip, a simplified diagram is progosed.
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Análise de barragens de gravidade de concreto considerando a fase construtiva e a interação dinâmica barragem-reservatório-fundação

Araujo, Jose Milton de January 1995 (has links)
o objetivo deste trabalho é a análise de barragens de gravidade de concreto desde a faseda sua construção até sua completa entrada em serviço. Inicialmente é feita a análise da fase construtiva, onde o problema fundamental é devido às tensões térmicas decorrentes do calor de hidratação. O método dos elementos finitos é empregado para a solução dos problemasde transferência de calor e de tensões. A influência da construção em camadas é introduzidaatravés da redefinição da malha de elementos finitos, logo após o lançamento de cadacamada de concreto. Uma atenção especial é dada ao problema de fissuração em estruturas de concreto simples.Algunsmodelos usuais são apresentados, discutindo-se a eficiência dos mesmos. Os modelosde fissuração distribuída têm sido preferidos, em virtude dos vários inconvenientes apresentados pelas formulações discretas. Esses modelos, entretanto, fornecem resultados dependentesda malha de elementos finitos e alguma consideração adicional deve ser feita para corrigiressas distorções. Normalmente, tenta-se corrigir esse problema através da adoção de umaresistênciaà tração minorada que é definida em função da energia de fratura do material. Neste trabalho, é demonstrado que esse procedimento não é satisfatório e é proposta uma novaformulaçãopara a análise de grandes estruturas de concreto. A análise das tensões na etapa de construção da barragem é feita com o emprego de um modelo constitutivo viscoelástico com envelhecimento para o concreto. Em virtude do envelhecimento,a matriz de rigidez da estrutura é variável no tempo, devendo ser redefinida e triangularizadaem cada instante. Isto leva a um grande esforço computacional, sobretudo, quandoa barragem é construída em muitas camadas. Para evitar esse inconveniente, adota-se um procedimento iterativo que permite que a matriz de rigidez seja redefinida em poucas idadesde referência. Numa segunda etapa da análise, a barragem é submetida à pressão hidrostática e a uma excitação sísmica. A análise dinâmica é realizada considerando-se o movimento do sistema acoplado barragem-reservatório-fundação. O sismo é considerado um processo estocásticonão estacionário e a segurança da estrutura é determinada em relação aos principais modos de falha / Analysis of concrete gravity dams during their construction stages and when they are subjectedto seismicloads is the objective of this work. Initially,thermal stresses due to hidratation heating are computed using the finite. elementmethod to solve the heat transfer and the mechanical problems, respectively. After eachconcrete layer is added during the construction stage, the finite element mesh is redefined. Spetial attention is given to concrete cracking. Some usual models are presented and their efficiencyare discussed. As several difficulties arise when a discrete formulation is used, a distributedmodel is preferred. Results obtained with distributed cracking formulations are usually dependent of the finite element mesh employed in the system; thus, additional assumptionsmay be used in order to avoid such distorsions. Commonly, an equivalent tensile strengthdefined as a function of the material ffacture energy is used, but this procedure is not satisfactoryand a new formulation for large concrete structures is proposed in this work. Stress analysis during construction stages is carried out using a viscoelastic constitutive model including aging effects. As in this case the stiffness matrix is time dependent, as iterative procedure defining the coefficient matrix of the algebric systems of equationsonlyin few time steps is used in order to avoid a significativecomputational effort. In a second stage, the concrete gravity dam is subjected to hydrostatic pressure an to a non stationary stochastic earthquake excitation. The dynamic analysis is accomplished consideringthe coupled system dam-reservoir-foundation and structural safety is determined withrespectto the mainfailure modes.
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Contribuição a inspeção e a avaliação da segurança de estruturas acabadas de concreto armado

Repette, Wellington Longuini January 1991 (has links)
Neste trabalho abordam-se as questões relevantes de uma avaliação analítica de estruturas acabadas, apresentando-se os aspectos fundamentais quanto à inspeção e verificação da sua segurança. Primeiramente, apresenta-se os métodos de avaliação, enfatizando-se as vantagens e restrições do emprego de cada método. Quanto à inspeção, são apresentados e discutidos os principais ítens que devem ser verificados nas estruturas acabadas. :t:nfasemaior é dada à inspeção da resistência do concreto, discutindo-se aspectos de sua variação nas ~struturas e apresentando-se os métodos de ensaio empregados. É proposta uma metodologia para a inspeção do concreto, racionalizando-se o emprego dos métodos não-destrutivos. Por fim, destaca-se os aspectos teóricos da verificação da segurança nas estruturas acabadas e as principais diferenças quanto à introdução da segurança nos projetos de novas estruturas. / In this work the relevant questions of the analytic evaluationof existing structuresare studied in order to bring out the main featuresregardingthe inspectionof their safety. At first, the evaluation methods are checked, highlighting the advantages and restrictions of the use of each evaluation method. Regarding the inspection, the main items which should be verified in the existing structures are presented and discussed.A greater emphasisis given to the concrete strength inspection, approaching variation aspects of structures and describing the most commonly used testing methods. A methodology to concrete compressive strength inspection is proposed rationalizingthe use of the non-destructivemethods. At last, the theoretical aspects of the safety assessmentof the existingstructuresare dealt with and their main differences regarding the safety cpnsiderations of structure design theory are discussed.
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Aplicação do método dos elementos finitos para a análise elasto-viscoplástica de peças de concreto armado e protendido, submetidas a estados planos de tensão

Machado, Marcelo Augusto da Silva January 2002 (has links)
O objetivo deste trabalho é apresentar o desenvolvimento de um modelo computacional, baseado no método dos elementos finitos, para o estudo de estruturas de concreto armado e protendido, sob estados planos de tensão. O modelo computacional utiliza dois procedimentos distintos, baseados em um modelo elasto-viscoplástico. No primeiro, determina-se a resposta da estrutura ao longo do tempo. Considera-se, nesta etapa, que o material possui comportamento viscoelástico. No segundo, busca-se a resposta da estrutura para um carregamento instantâneo, considerando-se o material com um comportamento elastoplástico. Um modelo de camadas superpostas é adotado para melhor representar o comportamento viscoelástico do concreto e da armadura protendida, onde estes materiais são compostos de diversas camadas que sofrem a mesma deformação. Cada camada possui diferentes propriedades mecânicas e a tensão total é obtida pela soma das diferentes contribuições de cada camada. Para representar o concreto fissurado, utiliza-se um modelo de fissuras distribuídas, que leva em conta a contribuição do concreto entre fissuras. Tanto a armadura passiva quanto a armadura de protensão são introduzidas no modelo como uma linha de material mais rígido dentro do elemento de concreto. Considera-se aderência perfeita entre o concreto e o aço. Os deslocamentos ao longo das barras de aço são determinados a partir dos deslocamentos nodais dos elementos de concreto. Desta forma, as matrizes de rigidez das armaduras têm as mesmas dimensões das matrizes de rigidez dos elementos de concreto e ambas são somadas para a obtenção das matrizes de rigidez totais. Para verificar a precisão do modelo computacional, compararam-se resultados numéricos com valores experimentais disponíveis.
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Caracterização de argamassas com adições de sílica ativa como material para reparos e reforços de estruturas de concreto armado / Silica fume mortars caracterization as a repair material for reinforced concrete structures

Schuler, Andrea January 1998 (has links)
Este trabalho apresenta um estudo sobre a viabilidade técnica e econômica de se utilizar argamassas com adições de sílica ativa em reparos e reforços de estruturas de concreto annado. Considerando as potencialidades das argamassas para estes tipos de serviços e o efeito da sílica ativa sobre as propriedades dos concretos e argamassas, realizou-se amplo programa experimental para se avaliar as propriedades e características das argamassas com sílica ativa. Num primeiro momento, foram desenvolvidos oito traços de argamassa, sendo avaliadas suas propriedades mecânicas e aspectos relacionados com a durabilidade. Num segundo momento. avaliou-se o comportamento a flexão de elementos estruturais reforçados com a técnica proposta, de adotar as argamassas como material de revestimento e cobrimento de armaduras e estruturas de concreto, e outros aspectos relacionados com o comportamento da argamassa quando utilizada como material de reparo. Avaliou-se os custos de se executar duas situações de reparo, comparando-se os custos de se executar com a argamassa e com outras técnicas indicadas para a mesma situação. Os resultados demonstraram que o uso de argamassas com adições de sílica ativa é viável em reparos e reforços de estruturas de concreto annado, podendo apresentar vantagens tanto técnicas como econômicas, conforme a situação de aplicação. Em especial, destacou-se que o efeito das adições de sílica ativa nem sempre é tão presente nas propriedades mecânicas, mas quanto a aspectos relacionados com a durabilidade sua contribuição é significativa para o desempenho das argamassas. / This work presents a study about the technical and economic feasibility of use sílica fume mortars in repairs to reinforced concrete structures. Considering the potential of the mortars for this kind of work and the efect of sílica fume in concretes and mortars, an experimental program was conducted to evaluate the carcateristics and properties of silica fume mortars. In a first part, eight sílica fume mortars proportionings were developed, and their mechanical properties and durability aspects were studied. In a second part, the behaviour of structural elements repaired with silica fume mortar was investigated, subbmited to flexural load, and other aspects of the in-situ behaviour of the mortar was evaluated. The costs of two real cases of aplication of the silica fume mortar in repair of reinforced concrete elements was evaluated, comparing with other solutions to the same situation. The results showed that it's possible to use silica fume mortars in repair of reinforced concrete structures, in some cases with advantage both technically and economically over other solutions. Specially, was detected that the efect of silica fume admixtures in mortars sometimes were not so significant in mechanical properties, but on aspects related to durability their contribuition is important.
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Diagramas momento-curvatura para elementos estruturais de concreto armado submetidos a carregamento monotonico ou cíclico

Schirmbeck, Fernando Ricardo Gambetta January 1988 (has links)
Este trabalho tem por objetivo desenvolver e implementar, computacionalmente, procedimentos numéricos eficientes, aplicados à determinacão do diagrama momento-curvatura, correspondentes à: -uma seção tipica, em vigas de concreto armado, submetida à carga monotônica ou cíclica de curta duração; - um ponto genérico da superficie média em placas de concreto armado, submetidas à carga monotônica de curta duração. Ainda à luz dos resultados obtidos, visa também propôr um modelo simplificado em termos de resultantes de tensões e deformações generalizadas. Inicialmente, é descrito um modelo laminar para vigas, no qual a carga é aplicada de forma incremental sendo que para cada etapa, as equaçães de equilibrio não-lineares são resolvidas de maneira iterativa. Como consequência é proposta uma relação momento-curvatura em termos de resultantes. A fim de verificar a validade e aplicabilidade dos métodos e dos algorítmos estudados e comparar-se os resultados com dados experimentais e respostas obtidas por outros pesquisadores, é apresentada uma série de exemplos numéricos. A continuação, é aplicado o procedimento anterior para modelos de laje, livres de solicitações de membrana. Finalmente através de um estudo paramétrico dos diversos fatores que afetam o diagrama momento-curvatura, propõe-se uma relação simplificada. / The objective of the present study is to develop an efficient numerical procedure for obtaining the moment-curvature relationship, corresgondents: - a typical section, in reinforced concrete beams, under cyclic or monotonically short term loading; - a generic point on the average of reinforced concrete plates under monotonik, short duration loading. On the basis of the results indicated above, a simplified model is proposed, in terms of: generalized stresses and deformations. At first, a laminar model applicable to beams is described. The loads are incrementaly applied and at each slage the nonlinear equilibrium equations are solved iterative manner. In consequence it is proposed moment-curvature relationship in term of resultants. Several numerical examples are presented in order to verify the validity and applicability of the developed models. The results obtained are compared to experimental and analytical data obtained by others investigators. Next, the procedure previously described is applied to slabs free of membrane stresses. Finally through a parametric studu of the different factors that affect a moment-curvature relationshhip, a simplified diagram is progosed.

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