[pt] As lajes nervuradas quando comparadas às lajes maciças apresentam redução do volume de concreto, não comprometem a eficiência da estrutura e permitem a construção de lajes mais econômicas e com maiores vãos. Este trabalho tem como objetivo verificar o comportamento de três tipos de lajes nervuradas: a laje nervurada tradicional, a laje nervurada rotacionada e a laje nervurada tridirecional. Na primeira fase deste trabalho foi realizado um estudo comparativo de vários modelos usando diferentes tipos de elementos, a fim de determinar aquele que melhor representa o comportamento das lajes nervuradas. O modelo selecionado utiliza elementos de casca para representar a capa de concreto e elementos de viga para representar as nervuras, ambos com seis graus de liberdade por nó. Elementos de ligação rígida foram usados para conectar os elementos de casca e os de viga a fim de capturar a posição relativa entre a capa e as nervuras. Uma vez selecionado o modelo, foi desenvolvido um estudo dos sistemas bidirecional, rotacionado e tridirecional, no regime elástico-linear. Os resultados encontrados através do programa de elementos finitos Robot permitiram comparar os três tipos de lajes em termos dos deslocamentos obtidos no Estado Limite de Serviço, da quantidade de aço determinada através do dimensionamento no Estado Limite Último, e do volume de concreto. As lajes nervuradas tradicionais apresentaram um comportamento estrutural melhor, com lajes mais rígidas e mais econômicas sob o ponto de vista da quantidade de materiais utilizados. / [en] When compared to flat slabs, the waffle slabs reduce the volume of concrete, do not compromise the efficiency of the structure and also allow the construction of more economical slabs with longer spans. This study intends to investigate the behavior of three types of waffle slabs: a traditional waffle slab, a rotated ribbed slab and three-way slab. In the first part of this study, it was carried out a comparative analysis of various models using different types of finite element techniques in order to determine which one best represents the behavior of waffle slabs. The selected model uses shell elements to represent the concrete cover and beam elements to represent the ribs, both with six degrees of freedom per node. Rigid link elements were used to connect the shell elements and the beam elements in order to capture the relative position between the concrete cover and the ribs. Once the model was selected, a study of two-way, three-way and rotational systems were developed in the linear elastic regime. The results found using the finite element program Robot allowed the comparison between the three types of slabs in terms of, displacements obtained from the Service Limit State, amount of steel determined by designing in the Ultimate Limit State and volume of concrete. The traditional ribbed slabs had an overall better structural behavior, resulting in slabs that are more rigid and more economical from the point of view of the amount of materials used.

This work is turned to a structural element with a large number of scientific studies, waffle slab. The aim of this study was to elucidate two recommendations of the Brazilian codes that have different values of international codes. The first concerns the accidental loading to garage floor recommended by the Brazilian code, where there is not recommending the use of concentrated loads, the same being recommended by international codes. The second is related to the different recommendations between the Brazilian code and international codes regarding the calculation of the bending of the table of waffle slabs. To meet the objectives of this work, some numerical simulations of floors containing a single waffle slab, modeled as one-way waffle slab and two-way waffle slab, were made using the finite element method and grillage analysis using specific software. The focus of structural analysis turned to determining the maximum bending moments acting on the flange of waffle slabs and arrows. The answers to these simulations showed that for garage floors, it is important to consider concentrated loads (vehicles). As utilization in structural designs of concentrated loads is a process slow and complicated, were defined values of distributed loads to provide arrows and moments in the ribs equal to those generated by the concentrated loads. On the analysis of bending on the table of waffle slabs, some recommendations were found, some of these one being equal to the Brazilian code, and other to international codes and some different compared to all codes. / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Este trabalho está voltado para alguns pontos em aberto sobre verificações de serviço e dimensionamento das lajes nervuradas moldadas no local. O objetivo deste trabalho foi estudar e elucidar duas recomendações das normas brasileiras que apresentam valores diferentes das normas internacionais. A primeira diz respeito ao carregamento acidental para pavimentos garagem recomendado pela norma brasileira, onde não existe recomendação do uso de carregamentos concentrados, sendo o mesmo recomendado em normas internacionais. A segunda está relacionada às diferentes recomendações existentes entre a norma brasileira e as normas internacionais, no que tange ao cálculo da flexão da mesa das lajes nervuradas. Para atender aos objetivos deste trabalho, algumas simulações numéricas de pavimentos contendo uma única laje nervurada, lançadas como lajes nervuradas unidirecionais e bidirecionais, foram feitas, utilizando o método dos elementos finitos e grelha através de programas de análises específicos. O foco da análise estrutural, voltou-se para a determinação dos momentos fletores máximos atuantes nas mesas das lajes nervuradas e as flechas. As respostas dessas simulações mostraram que, para pavimentos garagem, considerando os carregamentos dos veículos atuais é necessária a consideração de carregamento acidental de cargas concentradas (veículos). Como a utilização em projetos estruturais dos carregamentos de cargas concentradas é um processo lento e complicado, foram definidos valores de carregamentos distribuídos que fornecessem flechas e momentos máximos nas nervuras iguais aos gerados, utilizando o carregamento acidental de cargas concentradas. Sobre as análises da flexão na mesa das lajes nervuradas, chegou-se a algumas recomendações, sendo parte destas em igualdade com a norma brasileira, outras com as normas internacionais e algumas diferentes em relação a todas as normas.

Submitted by Fabio Sobreira Campos da Costa (fabio.sobreira@ufpe.br) on 2016-04-18T12:05:11Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) DISSERTAÇÃO_ANDRÉ LOPES.pdf: 5318919 bytes, checksum: 7fcd711cb764df5b1129609d50537bdd (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-18T12:05:12Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) DISSERTAÇÃO_ANDRÉ LOPES.pdf: 5318919 bytes, checksum: 7fcd711cb764df5b1129609d50537bdd (MD5) Previous issue date: 2015-05-29 / FACEPE / Diante do desenvolvimento da construção civil nos últimos anos e do aumento da concorrência entre as empresas deste setor, faz-se necessário oferecer alternativas estruturais e construtivas que permitam maior eficiência e redução de custos nas execuções das obras. O desenvolvimento das tecnologias na área de informática vem propiciando cada vez mais condições para análises estruturais de alta complexidade, que estão materializadas em programas comerciais de cálculo estrutural, os quais tornam o dimensionamento das estruturas mais produtivo e estão cada vez mais importantes na rotina do engenheiro estrutural. Este trabalho apresenta um estudo técnico comparativo entre lajes nervuradas em concreto armado bidirecionais moldadas no local com fôrmas de polipropileno e unidirecionais pré-fabricadas treliçadas. Inicialmente, realizou-se um estudo paramétrico comparativo de esforços, deslocamentos e de custo de lajes com geometrias quadradas e retangulares em função de suas dimensões em planta. Em seguida, desenvolveu-se uma análise comparativa de um estudo de caso, onde se adotou um edifício modelo localizado na cidade de Caruaru-PE, o qual foi dimensionado empregando os dois sistemas construtivos de lajes abordados nesta pesquisa. Na análise do referido estudo de caso observou-se o comparativo de esforços, deslocamentos verticais e horizontais e estabilidade da estrutura, bem como, os custos dos elementos estruturais que compõem a estrutura do edifício analisado para os dois modelos de sistemas construtivos utilizados. As simulações das estruturas foram efetuadas utilizando modelos gerados em computador no software CYPECAD versão 2012a. Os cálculos dos esforços e deslocamentos, assim como o dimensionamento da estrutura, foram obtidos através do referido programa. Após o dimensionamento e a análise dos resultados, foram extraídos do programa os quantitativos referentes aos esforços cortantes, momentos fletores, deslocamentos, consumos de fôrmas, concreto e armadura. Em seguida, fez-se a composição do custo total da estrutura para cada sistema estrutural e efetuou-se a comparação entre os dois sistemas construtivos de lajes analisados neste trabalho. / With the development of civil construction in recent years and the increased competition between the companies in this sector, is made necessary provide structural and constructive alternatives that allowing greater efficiency and cost savings in the execution of works. The development of the technologies in computer science area comes increasingly providing conditions for structural analysis of high complexity, which are materialized in commercial programs of structural calculation, which make the sizing of more productive structures and are increasingly important in the structural engineer's routine. This work presents a comparative technical study between ribbed slabs bidirectional molded on site with polypropylene molds and lattice slabs unidirectional prefabricated in reinforced concrete. Initially was held a comparative parametric study of efforts, displacements and cost of slabs with square and rectangular geometries according to their dimensions in plant. Then developed a comparative analysis of a case study, which adopted a model building located in the city of Caruaru-PE, which has been sized using the two building systems of slabs covered in this research. In analysis of this study of case was observed the comparative of efforts, vertical and horizontal displacements and stability of the structure, as well as the costs of structural elements comprising the building structure analyzed for the two types of construction systems used. The simulations of the structures were made using computer generated models in CYPECAD software version 2012a. The calculations of the efforts and displacements, as well as the sizing of the structure, were obtained through this program. After the sizing and analysis of the results, were extracted from the program the quantitatives relating to shear efforts, bending moments, displacements, molds consumption, concrete and armor. Then, was made the composition of the total cost of the structure for each structural system and was executed the comparison between the two building systems of slabs examined in this work.

Submitted by Cássio da Cruz Nogueira (cassionogueirakk@gmail.com) on 2017-03-16T13:12:09Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_AnaliseExperimentalLajes.pdf: 3840982 bytes, checksum: 08cee5cb9f2a5595f2e1e61185b408af (MD5) / Approved for entry into archive by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2017-03-21T14:41:08Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_AnaliseExperimentalLajes.pdf: 3840982 bytes, checksum: 08cee5cb9f2a5595f2e1e61185b408af (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-21T14:41:08Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_AnaliseExperimentalLajes.pdf: 3840982 bytes, checksum: 08cee5cb9f2a5595f2e1e61185b408af (MD5) Previous issue date: 2014-11-21 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / As lajes nervuradas têm sido largamente utilizadas nas edificações por apresentar diversas vantagens em sua execução e desempenho. A fim de se obter um bom dimensionamento deste tipo de laje é necessário garantir que os esforços sejam devidamente suportados, principalmente aqueles considerados críticos, os quais podem levar a estrutura ao colapso de forma brusca, como é o caso da punção que geralmente ocorre na ligação laje-pilar e do cisalhamento na região das nervuras. Com o objetivo de avaliar o comportamento das lajes nervuradas em função da variação da altura da viga faixa foram fabricadas quatro lajes nervuradas de concreto armado, sendo duas unidirecionais e duas bidirecionais. A taxa de armadura de flexão foi constante em todas as lajes. Todas as lajes foram quadradas de lado 2200 mm e espessura constante igual a 150 mm. A principal variável neste trabalho foi a variação na altura da viga faixa. Esta variação teve o objetivo de avaliar como tal variação pode influenciar o comportamento das nervuras, mesmo quando o limite de espaçamento entre estas últimas for assegurado. Além disso, verificar se a punção é uma possibilidade de ruptura para este caso. As estimativas na etapa de dimensionamento foram baseadas em três diferentes normas. Estas foram ACI 318 (2008), Eurocode 2 (2004) e NBR 6118 (ABNT, 2014). Estudos realizados com lajes nervuradas têm mostrado que as estimativas das normas de projeto são conservadoras. Além disso, as previsões normativas de dimensionamento podem induzir a resultados imprecisos quanto à resistência das lajes. Os resultados experimentais desta série de ensaios foram comparados com as recomendações normativas a fim de avaliar a precisão destas três normas, no que se referem às lajes nervuradas. Foram, ainda, construídos modelos computacionais a fim de verificar qual o comportamento das lajes quanto à distribuição das tensões tanto na ligação da viga faixa-pilar como na ligação viga faixa-nervuras. Os resultados das lajes mostraram que a ligação viga faixa-nervuras deve ser tratada de forma criteriosa por conta da diferença de rigidez que existe entre a região maciça e as nervuras. / The ribbed slabs have been widely used in the buildings it has several advantages in its execution and performance. In order to get a good design of this type of slab is necessary ensure that the stresses are properly supported, mainly those considered critical, which can lead the structure to the collapse suddenly, as is the case of punching in connection wide beam-column or of the shear in the region of the ribbed. In order to evaluate the punching strength of the slab-column connection and the shear strength of the ribs were manufactured four reinforced concrete ribbed slabs, two slabs one-way and two slabs two-way. The flexural reinforcement rate was constant in all slabs. All slabs were square of side 2200 mm and thickness equal to 150 mm. The main variable in this study was the change in height of the wide beam. This variation has to evaluate the performance of the ribs, even when the limit of spacing between them is ensured. Also, check if the punching is a possibility of rupture in this case. The estimates in this step design were based on three different standards. These were ACI 318 (2008), Eurocode 2 (2004) and NBR 6118 (ABNT, 2014). Studies with ribbed slabs have shown that the estimates of design standards are conservative. In addition, this predictions may lead to inadequate results for resistance slabs. The experimental results of this series of tests were compared to the standard recommendations in order to assess the accuracy of these three standards, which refer to the ribbed slabs. Were also built computational models in order to verify that the behavior of slabs as the stress distribution both in connection wide beam-column range as the beam connection wide beam-ribbed. The results showed that the slabs connection wide beam-ribs must be treated in a careful manner due to the difference in stiffness between the solid area and the ribs.

Este trabalho trata da análise elástico-linear de pavimentos de edifícios de concreto armado em laje nervurada e, em especial, lajes lisas com vigas nas bordas. Inicialmente desenvolve-se um pré-processador dedicado a esse sistema estrutural com todas as facilidades que permitem sua modelagem rápida e eficiente. Os dados de entrada são baseados quase que exclusivamente no fornecimento dos contornos dos capitéis e do pavimento, sendo que este último é discretizado em segmentos retilíneos que devem ser paralelos aos eixos do sistema cartesiano. Com um mínimo de informações, esse pré-processador executa a montagem do arquivo de dados, definindo automaticamente elementos de barra para as nervuras, elementos de placa para os capitéis e realizando todos os ajustes necessários para a modelagem do pavimento a ser analisado com a utilização de um sistema em Elementos Finitos. Com a utilização dessa ferramenta, desenvolve-se um estudo de alguns casos de pavimentos típicos, objetivando-se, em especial, uma comparação entre a análise através de elementos de barra e placa e o procedimento simplificado de se considerar apenas elementos finitos de placa com rigidez equivalente. Para facilitar a análise dos resultados apresenta-se um pós-processador que permite a visualização tridimensional dos esforços solicitantes e deslocamentos obtidos. / This work deals with the linearly elastic analysis of reinforced concrete building floors in waffle slab, emphasizing flat slabs with beams at the edges. lnitially it is developed a pre-processor dedicated to this structural system, with all facilities that allows a quick and efficient modeling. The input data are based on the supplying of the the drop-panels and the floor contours, and this last one is discretized in right segments that must be parallel with the axes of the Cartesian system. With few informations, this pre-processor performs the assemblage data files, defining automatically bar elements to the ribs, plate elements to the drop-panels and realizing all the necessary adjustments in the model to be analyzed by a Finite Element system. With the utilization of the mentioned tool, it is presented a study of some typical floors, enhancing a comparison between the analysis using bar and plate elements and the simplified process with equivalent rigidity plate elements. In order to facilitate the analysis of the results it is also presented a pos-processor that allows a tridimensional visualization of internal forces and displacements.

Made available in DSpace on 2011-03-23T21:19:40Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Item created via OAI harvest from source: http://www.bdtd.ufpa.br/tde_oai/oai2.php on 2011-03-23T21:19:40Z (GMT). Item's OAI Record identifier: oai:bdtd.ufpa.br:300 / Two-way waffle flat slabs are structural elements of reinforced concrete supported directly on columns, under bending moments over the two directions, they improve the speed of the execution and save moulds and concrete and, consequently, labor. This work seeks to contribute for the study of the behavior of this kind of slab, as the shear resistance of the ribs and the punching in the solid area, through tests of 8 two-way reinforced concrete waffle flat slabs. Comparative analyses between the experimental results and estimated by national and international design codes had been carried out. The slabs were square, with 1.800 mm of side and total height of 140 mm. The cross section of the slabs was formed by ribs with 50 mm of width for the base and 100 mm for the upper base and the spaces between the ribs had been filled with EPS blocks (expanded polystyrene). The main variables considered were the type of shear reinforcement in the ribs (trusses, closed vertical stirrup and 45 inclined stirrup) and the use of 45 inclined stirrup as shear reinforcement in the solid region. They were presented and analyzed the results observed for the vertical displacements, deformation in the flexural and shear reinforcement, and the propagation of cracks. The values observed for failure loads were compared with the estimated ones. It was observed that the shear reinforcement in the ribs did not increase the failure loads and that the shear reinforcement in the solid region increased significantly the resistance of the slabs. / Lajes lisas nervuradas bidirecionais são elementos estruturais de concreto armado apoiados diretamente sobre pilares, sujeitas a solicitações importantes nas duas direções, possibilitam maior velocidade na execução da obra e economia considerável de formas e concreto e, conseqüentemente, mão-de-obra. Este trabalho visa contribuir para o estudo do comportamento deste tipo de laje, quanto a resistência ao cisalhamento nas nervuras e à punção na região maciça das lajes, através de ensaios de 8 lajes lisas nervuradas bidirecionais de concreto armado. Foram realizadas análises comparativas entre os resultados obtidos experimentalmente e os fornecidos por normas técnicas nacionais e internacionais. As lajes eram quadradas de lado igual a 1.800 mm de comprimento e altura total de 140 mm. A seção transversal das lajes foi formada por nervuras de 50 mm de largura na base menor e 100 mm na base maior e os vazios entre as nervuras foram preenchidos com blocos de EPS (poliestireno expandido). As principais variáveis consideradas foram o tipo de armadura de cisalhamento nas nervuras (treliça, estribo vertical fechado e estribo aberto inclinado a 45) e a utilização de estribo aberto inclinado a 45 como armadura de punção na região maciça. Foram apresentados e analisados os resultados observados para os deslocamentos verticais, deformação nas armaduras de cisalhamento e de flexão, e a propagação das fissuras. Os valores observados para cargas últimas foram comparados com os resultados estimados. Observou-se que as armaduras de cisalhamento nas nervuras não ocasionaram ganhos significativos na resistência última e que a armadura de punção elevou significativamente a resistência das lajes.

Este trabalho trata da análise elástico-linear de pavimentos de edifícios de concreto armado em laje nervurada e, em especial, lajes lisas com vigas nas bordas. Inicialmente desenvolve-se um pré-processador dedicado a esse sistema estrutural com todas as facilidades que permitem sua modelagem rápida e eficiente. Os dados de entrada são baseados quase que exclusivamente no fornecimento dos contornos dos capitéis e do pavimento, sendo que este último é discretizado em segmentos retilíneos que devem ser paralelos aos eixos do sistema cartesiano. Com um mínimo de informações, esse pré-processador executa a montagem do arquivo de dados, definindo automaticamente elementos de barra para as nervuras, elementos de placa para os capitéis e realizando todos os ajustes necessários para a modelagem do pavimento a ser analisado com a utilização de um sistema em Elementos Finitos. Com a utilização dessa ferramenta, desenvolve-se um estudo de alguns casos de pavimentos típicos, objetivando-se, em especial, uma comparação entre a análise através de elementos de barra e placa e o procedimento simplificado de se considerar apenas elementos finitos de placa com rigidez equivalente. Para facilitar a análise dos resultados apresenta-se um pós-processador que permite a visualização tridimensional dos esforços solicitantes e deslocamentos obtidos. / This work deals with the linearly elastic analysis of reinforced concrete building floors in waffle slab, emphasizing flat slabs with beams at the edges. lnitially it is developed a pre-processor dedicated to this structural system, with all facilities that allows a quick and efficient modeling. The input data are based on the supplying of the the drop-panels and the floor contours, and this last one is discretized in right segments that must be parallel with the axes of the Cartesian system. With few informations, this pre-processor performs the assemblage data files, defining automatically bar elements to the ribs, plate elements to the drop-panels and realizing all the necessary adjustments in the model to be analyzed by a Finite Element system. With the utilization of the mentioned tool, it is presented a study of some typical floors, enhancing a comparison between the analysis using bar and plate elements and the simplified process with equivalent rigidity plate elements. In order to facilitate the analysis of the results it is also presented a pos-processor that allows a tridimensional visualization of internal forces and displacements.