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.

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 JOSIANE SANTOS DE OLIVEIRA (josianeso) on 2017-05-18T15:31:46Z No. of bitstreams: 1 Diego Schneider_.pdf: 6006786 bytes, checksum: 39919f3d2ca8c2885f4d2e54af8bbb06 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-18T15:31:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Diego Schneider_.pdf: 6006786 bytes, checksum: 39919f3d2ca8c2885f4d2e54af8bbb06 (MD5) Previous issue date: 2016-12-22 / Nenhuma / A adição de fibras a uma matriz cimentícia proporciona vários benefícios para o desempenho do compósito, podendo-se citar o controle da fissuração, ganho de tenacidade, aumento da resistência à tração, entre outros. Diante disto, busca-se uma distribuição aleatória e mais homogênea possível das fibras ao longo da matriz. É esperado que a proposição de um elemento de reforço definido a partir da união ortogonal de filamentos – fibra espacial – venha contribuir para uma distribuição mais uniforme e homogênea do reforço da matriz, evitando imperfeições no compósito e maximizando a eficiência do reforço. Este trabalho tem por objetivo criar um modelo de fibra espacial e adicioná-la em uma matriz de concreto convencional, tanto isoladamente como combinada com macrofibras monofilamentos de aço e microfibras de polipropileno, avaliando o desempenho dos compósitos resultantes em termos de trabalhabilidade, resistência à compressão, resistência à tração indireta e tenacidade. Ademais, avaliou-se a distribuição das fibras no interior da matriz de concreto e sua influência no desempenho final do compósito. Para tal, foi realizado um programa experimental com 18 compósitos, cada um com uma combinação diferente de fibras espaciais, fibras de aço monofilamento e microfibras de polipropileno. Foram executados ensaios de compressão axial, segundo a ABNT NBR 5739:2007, resistência à tração na flexão, conforme a norma JSCE-SF4 (1984) e ABNT NBR 12142:2010, e tenacidade, de acordo com a JSCE-SF4 (1984). Em virtude dos resultados obtidos, concluiu-se que as fibras espaciais apresentaram desempenho satisfatório, tanto isoladamente como hibridizada pois, além de não afetar a resistência à compressão, melhorou o comportamento à tração em 37,6% e atingiu um Fator de Tenacidade de 3,4 MPa . Ainda, observou-se que a trabalhabilidade diminuiu em relação ao concreto sem fibras, mas a capacidade de compactação não foi prejudicada. / The addition of fibers to a cementitious matrix provides several benefits to the performance of the composite, including the control of cracking, tenacity gain, increased tensile strength, among others. In view of this, a random and more homogeneous distribution of the fibers along the matrix is sought. It's expected that the proposition of a reinforcement element defined from the orthogonal union of filaments - spatial fiber - will contribute to a more uniform and homogeneous distribution of the matrix reinforcement, avoiding imperfections in the composite and maximizing the reinforcement efficiency. This dissertation aims to create a spatial fiber model and add it in a conventional concrete matrix, either alone or in combination with steel macro fibers monofilaments and polypropylene microfibers, evaluating the performance of the resulting composites in terms of workability, compressive strength, indirect tensile strength and tenacity. In addition, the distribution of the fibers inside the concrete matrix and their influence in the final performance of the composite were evaluated. For this, an experimental program was carried out with 18 composites, each with a different combination of spatial fibers, steel macro fibers monofilaments and polypropylene microfibers. It was performed the axial compression tests according to ABNT NBR 5739: 2007, the flexural tensile strength tests according JSCE-SF4 (1984) and ABNT NBR 12142:2010, and the tenacity tests according to JSCE-SF4 (1984). Based on the results obtained, it was concluded that the spatial fibers presented satisfactory performance, both alone and hybridization, because they didn't affect the compressive strength, improved the tensile behavior in 37,6% and reached a tenacity factor of 3,4 MPa. Also, it was observed that the workability decreased in relation to the concrete without fibers, but the capacity of compaction was not impaired.