O presente trabalho apresenta um estudo sobre o comportamento das lajes na análise de estruturas de edifícios correntes em concreto armado, pelo uso de um sistema computacional cuja característica principal é a aplicação do método da subestruturação. O sistema faz a análise tridimensional da estrutura, combinando o modelo de pórtico espacial com elementos de flexão de placa. Destacam-se ao longo do trabalho o tratamento dado às lajes: sua adaptação à estrutura por meio do método dos elementos finitos; inclusão no processo de subestruturação em múltiplos níveis; e cálculo das armaduras de flexão a partir da combinação de diferentes carregamentos. Através de alguns exemplos, verifica-se o comportamento das lajes e da estrutura frente a ação das cargas, bem como o processo de transferência de esforços entre os elementos, sendo feitas considerações a respeito dos resultados. / A study about the behavior of concrete plates in the analysis of tall buildings structures is the main objective of this work. This is done by the use of a computer system based on the substructuring method. The system performs the tridimensional analysis of the structure, inserting plate elements into the spatial frame model. The work emphasizes the treatment given to the concrete plates: its adaptation to the structure by the use of the finite element method; inclusion in the multi-level substructuring process; computation of bending reinforcements to resist the various loads combinations. Through some examples, the behavior of the concrete plates and structure face to the loads action, and the process of efforts transference among elements, are verified and the results are commented.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina. Centro Tecnologico / Made available in DSpace on 2016-01-08T18:28:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 92004.pdf: 2810921 bytes, checksum: 64f9c7777cd4162fe9b507cb7d3b356d (MD5) Previous issue date: 1993 / Engenheiros e arquitetos que atuam no setor de edificações da construção civil adotam produtos de diferentes procedências no cotidiano de suas atividades. São usados tanto insumos primários como areia e brita como produtos com alto grau de industrialização como os materiais de acabamento. As lajes constituem sempre uma importante decisão a nível de projeto, que pode representar sensíveis resultados no custo e no desempenho da edificação. Neste trabalho estuda-se a procedência histórica, tipos, elementos de projeto, execução e produção das lajes com vigotes pré-moldados de concreto armado, com o objetivo de reunir todas as informações sobre a fabricação e uso deste importante componente das edificações. Visa-se contribuir tanto a nível de projeto e execução como a nível do processo de industrialização onde centenas de pequenas e médias indústrias dedicam-se a esta atividade. Ao abordar-se os requisitos necessários ao projeto, à boa execução e fabricação, pode-se esperar que o resultado final seja incrementar a produtividade e qualidade quanto a este componente construtivo.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil / Made available in DSpace on 2012-10-20T23:03:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 209309.pdf: 2277359 bytes, checksum: f7dabc5dbdd3576bca8934ed67a71d9a (MD5) / A utilização de lajes planas data do início do século, sendo que, no princípio tais lajes eram executadas empiricamente e, posteriormente, submetidas a ensaios de carga. Com o desenvolvimento da computação, a modelagem dessas estruturas tornou-se mais acessível aos projetistas e as vantagens inerentes ao sistema tornaram-se visíveis. Mas, ao mesmo tempo em que os computadores facilitaram o cálculo das lajes planas, começaram a surgir questionamentos sobre determinados resultados e problemas a serem solucionados. Um deles é o fato que, teoricamente, quando uma carga concentrada é aplicada em uma laje, essa provoca momentos fletores que tendem ao infinito no seu ponto de aplicação. Por analogia, quando através de algum método numérico, os pilares de uma laje plana são modelados como pontos isolados para o apoio da laje, esses se comportam como cargas concentradas contrárias ao carregamento aplicado, tendendo também a gerar momentos negativos muito elevados nas suas proximidades. Da mesma forma, sabe-se que a malha adotada para discretizar a laje influencia nos esforços e deslocamentos dessa. Nesse trabalho serão estudados processos teóricos e numéricos para o cálculo de lajes planas, bem como os principais fatores a serem considerados na sua modelagem. Será definida uma laje de referência, na qual serão modelados exemplos através da Teoria das Placas, do método dos Elementos Finitos e da Analogia de Grelha. Também serão descritos métodos aproximados utilizados na prática da engenharia. A comparação entre os procedimentos teóricos e numéricos é apresentada no final do trabalho. A modelagem do pilar e da malha da laje nas suas proximidades mereceu atenção especial, inclusive as dimensões do pilar e a sua influência nos resultados. Concluindo, são feitas recomendações para modelagens de lajes planas por Analogia de Grelha e Elementos Finitos, quais os principais parâmetros que devem ser observados e as vantagens e desvantagens de cada processo.

O presente trabalho apresenta um estudo sobre o comportamento das lajes na análise de estruturas de edifícios correntes em concreto armado, pelo uso de um sistema computacional cuja característica principal é a aplicação do método da subestruturação. O sistema faz a análise tridimensional da estrutura, combinando o modelo de pórtico espacial com elementos de flexão de placa. Destacam-se ao longo do trabalho o tratamento dado às lajes: sua adaptação à estrutura por meio do método dos elementos finitos; inclusão no processo de subestruturação em múltiplos níveis; e cálculo das armaduras de flexão a partir da combinação de diferentes carregamentos. Através de alguns exemplos, verifica-se o comportamento das lajes e da estrutura frente a ação das cargas, bem como o processo de transferência de esforços entre os elementos, sendo feitas considerações a respeito dos resultados. / A study about the behavior of concrete plates in the analysis of tall buildings structures is the main objective of this work. This is done by the use of a computer system based on the substructuring method. The system performs the tridimensional analysis of the structure, inserting plate elements into the spatial frame model. The work emphasizes the treatment given to the concrete plates: its adaptation to the structure by the use of the finite element method; inclusion in the multi-level substructuring process; computation of bending reinforcements to resist the various loads combinations. Through some examples, the behavior of the concrete plates and structure face to the loads action, and the process of efforts transference among elements, are verified and the results are commented.

O presente trabalho apresenta um estudo sobre o comportamento das lajes na análise de estruturas de edifícios correntes em concreto armado, pelo uso de um sistema computacional cuja característica principal é a aplicação do método da subestruturação. O sistema faz a análise tridimensional da estrutura, combinando o modelo de pórtico espacial com elementos de flexão de placa. Destacam-se ao longo do trabalho o tratamento dado às lajes: sua adaptação à estrutura por meio do método dos elementos finitos; inclusão no processo de subestruturação em múltiplos níveis; e cálculo das armaduras de flexão a partir da combinação de diferentes carregamentos. Através de alguns exemplos, verifica-se o comportamento das lajes e da estrutura frente a ação das cargas, bem como o processo de transferência de esforços entre os elementos, sendo feitas considerações a respeito dos resultados. / A study about the behavior of concrete plates in the analysis of tall buildings structures is the main objective of this work. This is done by the use of a computer system based on the substructuring method. The system performs the tridimensional analysis of the structure, inserting plate elements into the spatial frame model. The work emphasizes the treatment given to the concrete plates: its adaptation to the structure by the use of the finite element method; inclusion in the multi-level substructuring process; computation of bending reinforcements to resist the various loads combinations. Through some examples, the behavior of the concrete plates and structure face to the loads action, and the process of efforts transference among elements, are verified and the results are commented.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina. Centro Tecnologico / Made available in DSpace on 2012-10-16T06:13:57Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-08T18:13:05Z : No. of bitstreams: 1 94191.pdf: 3734169 bytes, checksum: 9072caf465c7c8d7f1d81e5f2fafda26 (MD5) / Mesmo com a contínua construção de edificações, ainda persistem algumas dúvidas no que se refere a estrutura de concreto, particularmente a execução das lajes. Neste trabalho, se faz uma análise das lajes com vigotes pré-moldados, maciça, nervurada com blocos de poliestireno expandido, nervurada com blocos de concreto celular autoclavado e nervurada com blocos cerâmicos, a partir de três modelos de projeto arquitetônico de edificações unifamiliares, com dois pavimentos. Nesta estrutura, de concreto revestido, utiliza-se formas e cimbramento de madeira. Após um embasamento teórico, efetua-se o cálculo estrutural, não somente para as lajes mas também para as sua vigas de sustentação. Posteriormente, realiza-se uma comparação entre estes elementos, verificando-se a composição das cargas nas vigas, a relação entre o peso próprio das lajes e a carga total da estrutura e o consumo dos principais materiais utilizados. Finalmente, mostra-se a composição dos custos para cada tipo de laje estudado, com base nos preços dos materiais e da mão-de-obra praticados na região da grande Florianópolis.

O objetivo desta dissertação é desenvolver uma formulação para análise não-linear de lajes de concreto armado, através do Método dos Elementos Finitos. O modelo inclui o comportamento mecânico não-linear dos matérias. A possibilidade de ocorrerem grandes deslocamentos e a influência das condições de contorno no plano. O carregamento dever monótono crescente e de curta duração. Inicialmente é estabelecida uma formulação analítica para placas, considerando a deformação por corte e a ocorrência de deformações finitas. Na aplicação do Método dos Elementos Finitos para solução do problema é utilizado um elemento isoparamétrico quadrático, de oito nós da família Serendipity. Aplicando-se o Princípio dos Trabalhos Virtuais, chega-se a um sistema de equações de equilíbrio não-lineares. O comportamento mecânico da estrutura é avaliado através de um modelo laminar. O concreto é modelado como um material isotrópico, não-linear elástico. A fissuração é incluída através de um modelo distribuído, considerando-se a rigidez à tração do concreto entre fissuras (“tension stiffening”). A armadura é representada como uma camada de aço de espessura equivalente, que apenas resiste a esforços normais na direção das barras. O aço é idealizado como um material elástico bilinear, admitindo-se perfeita aderência entre a armadura e o concreto. Na solução do sistema de equações não-lineares é empregado o Método de Newton-Raphson modificado. Como forma de acelerar a convergência é introduzido o Método Secante-Newton. É feita a comprovação experimental do modelo, demonstrando-se a grande influência que a não-lenaridade geométrica e as condições de contorno no plano exercem sobre a resposta estática de lajes de concreto armado.

O objetivo deste trabalho é o desenvolvimento de um programa computacional, elaborado através do método dos elementos finitos, para análise tridimensional de situações de punção em lajes de concreto armado com e sem armadura de cisalhamento. São utilizados modelos constitutivos elasto-viscoplásticos para representar o comportamento do concreto. Para a simulação do concreto submetido a um carregamento de longa duração, empregou-se o modelo de camadas superpostas. Este modelo admite que o concreto é constituído por um número conveniente de camadas com a mesma deformação, porém características materiais diferentes. A tensão total é obtida pela soma das contribuições de cada camada. A armadura é introduzida no modelo como uma linha de material mais rígido no interior do elemento de concreto. Considera-se aderência perfeita entre o concreto e o aço. Assim, os deslocamentos ao longo das barras de aço são determinados a partir dos deslocamentos nodais dos elementos de concreto. Desta forma, a matriz de rigidez da armadura tem a mesma dimensão da matriz de rigidez do elemento de concreto, as quais são somadas para a obtenção da matriz de rigidez total Para representar o comportamento após à fissuração do concreto, é utilizado o modelo de fissuras distribuídas, onde apenas as propriedades dos materiais são modificadas e a malha de elementos finitos não necessita de atualização. Sugerem-se duas formulações para a consideração da contribuição do concreto entre fissuras e da redução na capacidade de transferência de corte devido ao aumento da abertura da fissura. Este último é incluído através de uma simplificação, que consiste em atribuir ao módulo de elasticidade transversal, correspondente ao plano fissurado, um valor reduzido. Para comprovar a validade do programa computacional desenvolvido, comparam-se os resultados numéricos com valores experimentais de ensaios realizados por Coelho (1999), Trautwein (2001) e Fusco (1988). Obtiveram-se boas aproximações para lajes com e sem armadura de cisalhamento. Desta forma, o programa computacional desenvolvido pode ser empregado para generalizar resultados experimentais em lajes cogumelo com variação na resistência do concreto, na bitola das barras de armadura, no espaçamento entre as barras e no número de camadas de armadura de cisalhamento.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil, Florianópolis, 2010 / Made available in DSpace on 2012-10-25T09:23:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 277178.pdf: 2596674 bytes, checksum: 7b424249f57fe66c5b708a4dfad48446 (MD5) / Os sistemas estruturais usados em pavimentos de concreto armado, em que as lajes se apóiam diretamente sobre os pilares, sem o uso de vigas, têm, entre suas características, a existência de tensões concentradas elevadas nas ligações laje-pilar, tensões estas que podem até levar à ruína. A esse efeito dá-se o nome de punção. Como a ruptura das ligações por punção é do tipo frágil, sem aviso, é extremamente importante que seja feita a verificação da resistência da ligação. As crescentes inovações técnicas e a análise dos critérios normativos propostos pelo ACI 318/08, BS 8110/97, NBR 6118/03 e EUROCODE 2/04 para o dimensionamento ao esforço de punção em lajes lisas de concreto armado são as diretrizes da elaboração do presente estudo. Dentro deste cenário, o objetivo desta dissertação é avaliar a acessibilidade, aplicabilidade, limitações e economia destes critérios por meio da comparação de resultados obtidos na análise de pilares internos em três configurações diferentes de lajes, variando suas espessuras. Foram analisados os seguintes parâmetros: a) para laje sem armadura de punção, compararam-se as relações entre tensões resistentes e solicitantes; as máximas reações que podem ser aplicadas à laje; a proporcionalidade do efeito dos momentos em relação a uma carga simétrica; excentricidades médias em relação às reações máximas suportadas pela Norma Britânica e um coeficiente estipulado para simular o efeito dos momentos fletores supondo-se uma carga de reação simétrica. B) para lajes com armadura de punção, compararam-se as relações entre tensões resistentes e solicitantes e o consumo de armadura de punção necessária segundo as recomendações de cada norma. / The structural systems in reinforced concrete, where the slab is directly supported by the columns, without the use of beams, has, among its aspects, the existence of great tensions distributed in small areas, which can lead the structure to collapse. This effect is called punching shear. As the punching shear collapse occurs without warning, it is of extreme importance that the slab-column resistance verification is made. The increasing technical innovations and analysis of normative criteria proposed by ACI 318/08, BS 8110/97, NBR 6118/03 and EUROCODE 2 / 04 for punching analysis in flat slabs of reinforced concrete are the guidelines of this study. In this scenario, the main objective of this work is to evaluate these punching shear design procedures in terms of accessibility, applicability, limitations and economy, comparing the results obtained on analysis of a internal column in three different slabs configurations, varying their thicknesses. The following parameters had been analyzed and compared, as the recommendations of each code: a) for slabs without links, the relation between the resisted and applied tension, the maximum actions that can be applied, the representativeness of the unbalanced moment to the load reaction, and a increase coefficient to consider the effects of unbalanced moments; b) for slabs with links, the relation between resisted and applied tension and the armor consumption necessary to resist the loads for each case had been compared, according the recommendations of each code.

O objetivo deste trabalho é o desenvolvimento de um programa computacional, elaborado através do método dos elementos finitos, para análise tridimensional de situações de punção em lajes de concreto armado com e sem armadura de cisalhamento. São utilizados modelos constitutivos elasto-viscoplásticos para representar o comportamento do concreto. Para a simulação do concreto submetido a um carregamento de longa duração, empregou-se o modelo de camadas superpostas. Este modelo admite que o concreto é constituído por um número conveniente de camadas com a mesma deformação, porém características materiais diferentes. A tensão total é obtida pela soma das contribuições de cada camada. A armadura é introduzida no modelo como uma linha de material mais rígido no interior do elemento de concreto. Considera-se aderência perfeita entre o concreto e o aço. Assim, os deslocamentos ao longo das barras de aço são determinados a partir dos deslocamentos nodais dos elementos de concreto. Desta forma, a matriz de rigidez da armadura tem a mesma dimensão da matriz de rigidez do elemento de concreto, as quais são somadas para a obtenção da matriz de rigidez total Para representar o comportamento após à fissuração do concreto, é utilizado o modelo de fissuras distribuídas, onde apenas as propriedades dos materiais são modificadas e a malha de elementos finitos não necessita de atualização. Sugerem-se duas formulações para a consideração da contribuição do concreto entre fissuras e da redução na capacidade de transferência de corte devido ao aumento da abertura da fissura. Este último é incluído através de uma simplificação, que consiste em atribuir ao módulo de elasticidade transversal, correspondente ao plano fissurado, um valor reduzido. Para comprovar a validade do programa computacional desenvolvido, comparam-se os resultados numéricos com valores experimentais de ensaios realizados por Coelho (1999), Trautwein (2001) e Fusco (1988). Obtiveram-se boas aproximações para lajes com e sem armadura de cisalhamento. Desta forma, o programa computacional desenvolvido pode ser empregado para generalizar resultados experimentais em lajes cogumelo com variação na resistência do concreto, na bitola das barras de armadura, no espaçamento entre as barras e no número de camadas de armadura de cisalhamento.