A model is presented to use normalized multi-linear tension and compression material characteristics of strain-hardening textile reinforced concrete and derive closed form expressions for predicting moment-curvature capacity. A set of design equations are derived and simplified for use in spreadsheet based applications. The model is applicable for both strain-softening and strainhardening materials. The predictability of the simplified model is checked by model calibration and development of design charts for moment capacity and stress developed throughout the cross section of a flexural member. Model is calibrated by predicting the results of Alkali Resistant Glass and Polyethylene fabrics. A case for the flexural design of Glass Fiber Reinforced Concrete (GFRC) specimen as a simply supported beam subjected to distributed load is used to demonstrate the design procedure.

Esta pesquisa apresenta a monitoração de modelos reduzidos para a investigação do comportamento de estruturas. O estudo do comportamento estrutural consistiu basicamente na medição de grandezas físicas de forma experimental, para o qual os modelos físicos reduzidos foram submetidos a múltiplos ensaios em laboratório. Posteriormente, os dados experimentais foram tratados e analisados, para então serem comparados com os resultados dos modelos teóricos, avaliando assim, sua capacidade de simulação. No total foram monitorados três modelos reduzidos, cujas grandezas físicas foram medidas utilizando-se sensores elétricos, tais como: extensômetros, LVDTs e um servoatuador hidráulico, os quais estavam ligados ao sistema de aquisição da National Instrument, controlado por um computador de comando e pelos programas LabView e DynaTester. Um dos modelos construído em alumínio foi utilizado a fim de se estudar o comportamento da ponte do rio Suaçui, assim como calibrar os modelos teóricos em função dos dados experimentais da estrutura real e do modelo reduzido e estabelecer uma relação entre eles. Os outros dois modelos construídos em microconcreto foram utilizados para estudar o comportamento de estruturas na fase não linear e em fratura, para o qual foram submetidos a carregamentos incrementais. A ponte de microconcreto foi ensaiada com o intuito de se verificar a variação da rigidez de sua seção transversal e a construção de uma relação experimental de momento-curvatura. As vigas levemente armadas foram ensaiadas a flexão em três pontos até a ruptura, com a finalidade de se verificar que seu comportamento depende de vários parâmetros tais como: taxa de armadura, tamanho da viga, forma da seção transversal e a aderência aço-concreto. O estudo experimental foi complementado com ensaios de caracterização de materiais, estudos teóricos e o desenvolvimento de aplicativos como o programa PUENFLEX para o cálculo de relações de momento-curvatura de seções e o aplicativo desenvolvido em LabView para monitoração de estruturas que permite visualizar seu comportamento em tempo real. / This research presents the monitoring of scale reduced models for investigation the behavior of structures. The study of structural behavior consisted basically in the measurement of physical quantities on an experimental basis, to which the reduced physical models were subjected to multiple laboratory tests. Then the experimental data were processed and analyzed, so at the finally the results were compared with theoretical models and thereby to evaluate their ability to simulation. In total were monitored three reduced models, whose physical quantities were measured using electrical sensors such as strain gauges, LVDT\'s and a system hydraulics load, which in the same time were connected to the system of acquisition of the National Instrument, controlled by a computer command and DynaTester and LabView programs. One of the models constructed of aluminum was used to study the behavior of Suaçuí river bridge, as well as calibrate the theoretical models on the basis of experimental data of the real structure and the reduced model and to establish a relationship between them. The other two models built in microconcrete were used to study the behavior of structures in the nonlinear phase and fracture, for which they were subjected to incremental loads. The bridge of microconcrete was tested in order to verify the variations the rigidity of their cross section and the construction of an experimental relationship for the moment-curvature. The beams with minimum flexural reinforcement were tested in three-point bending to failure, in order to verify that his behavior depends on various parameters such as reinforcement ratio, the beam size, shape of cross section and steel-concrete adherence. The experimental study was completed with material characterization tests, theoretical studies and the development of applications such as PUENFLEX program for calculating the moment-curvature relationships for cross sections and the program developed in LabView for monitoring structures to visualize their behavior in real time.

Orientador: Francisco Antonio Menezes / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo / Made available in DSpace on 2018-08-07T09:14:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Fontana_LuizAntonio_M.pdf: 833272 bytes, checksum: c80e60878c10acff4e3559bea3929d20 (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: Neste trabalho são apresentadas as expressões matemáticas necessárias para determinar o momento de inércia em função da curvatura para seções retangulares de concreto armado solicitadas a flexo-compressão reta. As expressões são determinadas através da integração analítica da curva tensão-deformação do concreto. Com base nestas expressões foi desenvolvido um programa de computador para calcular o momento de inércia em função da curvatura. O objetivo é obter o momento de inércia real da seção para ser utilizado na verificação das deformações. Para o programa é necessário conhecer: a geometria, a disposição das armaduras, as características dos materiais e as solicitações atuantes na seção. Na entrada de dados é possível controlar os coeficientes de ponderação dos materiais e das solicitações. Para o módulo de elasticidade, podem ser adotados os valores prescritos na NBR6118, ou outro valor que deve ser informado. A resistência à tração do concreto foi desprezada. Para validação dois modelos estruturais são analisados. A análise estrutural é feita de várias formas, sendo que uma delas é a análise considerando a não linearidade fisica (NLF) através da curvatura. Neste caso os elementos estruturais têm uma discretização maior, visando considerar a não linearidade ao longo do comprimento das peças. O objetivo é avaliar a possibilidade de implementar um processo de análise estrutural onde a consideração dos efeitos de segunda ordem seja relevante, que considere um. momento de inércia que aproxime o modelo matemático do modelo fisico real / Abstract: In this work, are presented the mathematic expressions necessary for determinate the moment of inertia in function of the curvature for rectangular cross-section the reinforced concrete submitted to mono-axial eccentricity. The expressions are determinate by the integration of analytic parabola rectangle stress strain diagram of concrete. Based in these expressions a computer system was developed to calculate the inertia of moment curvature. The objective is to get the moment of real inertia to be used in the verification of the deformations. It is necessary that the computer system know: geometry, the disposal of the bars, the characteristics of the materiaIs and operating requests in the section. When the database is imputed it is possible to have a control over the method of partial factors of materiaIs and solicitations. For the elasticity model may be adopt the NBR6118's values, or another value that must be informed. The resistance tension of concrete was rejected. To make the validation two structural models are analyzed. The structural analysis is made of severa! forms, one of them is the analysis considering no-linearity physical (NLP) through the curvature. In this case the structural elements have the biggest discretization, aiming to consider no-linearity along the length of the parts. The objective is to evaluate the possibility to implement a process of structural analysis where the effects of second order are relevant, that considers an inertia moment that can make the mathematical model dose to the real physical one / Mestrado / Estruturas / Mestre em Engenharia Civil

A model is presented to use normalized multi-linear tension and compression material characteristics of strain-hardening textile reinforced concrete and derive closed form expressions for predicting moment-curvature capacity. A set of design equations are derived and simplified for use in spreadsheet based applications. The model is applicable for both strain-softening and strainhardening materials. The predictability of the simplified model is checked by model calibration and development of design charts for moment capacity and stress developed throughout the cross section of a flexural member. Model is calibrated by predicting the results of Alkali Resistant Glass and Polyethylene fabrics. A case for the flexural design of Glass Fiber Reinforced Concrete (GFRC) specimen as a simply supported beam subjected to distributed load is used to demonstrate the design procedure.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:09:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 6700.pdf: 4829051 bytes, checksum: 3dedb697740d6ae886a30c2418c4d82a (MD5) Previous issue date: 2015-03-31 / Financiadora de Estudos e Projetos / In this paper, a free analysis program is presented for the verification of ultimate and serviceability limit states of reinforced or prestressed concrete sections with polygonal shape submitted to axial forces and biaxial bending. In addition, the program also calculates the bending-axial force-curvature relation (M, N, 1 / r) of the sections, which can be used in further analysis, for example, the general method for calculating pillars. For this is used the object-oriented programming, so that this work can be resumed and amended, providing technical material for future work in the same line, therefore provides that the calculation routines along with the program. The programming lines and routines includes explanations of its operation to encourage its further use as part of other programs. The data entry is presented as a form and the program enables the exchange of data, both input and output via text type files. The criteria adopted follows the brazilian standard ABNT NBR 6118: 2014, which compared to the previous version features suggestions for concrete with superior characteristic strength higher than 50 MPa. The structure of the routines is presented so that criteria of other standards, or updates of the same Brazilian standard referenced, can be easily implemented. Some validation examples for the program are presented in different situations and finally commented and listed some other extensions which can be made. / No presente trabalho, apresenta-se um programa livre e gratuito de análises e verificações de estados-limite último e de serviço de seções de concreto armado e protendido com forma poligonal submetidas à flexão composta oblíqua. Além disso, o programa calcula também a relação momento-normal-curvatura (M, N, 1/r) das seções, que pode ser usada em outras análises, como por exemplo, o método geral para o cálculo de pilares. Para isso se usa a programação orientada ao objeto, a fim de que o presente trabalho possa ser retomado e alterado, dando subsídio técnico para trabalhos futuros da mesma linha, por esse motivo fornece-se as rotinas de cálculo juntamente ao programa. As linhas e rotinas de cálculo constam com explicações de seu funcionamento para incentivar seu uso posterior como parte de outros programas. A entrada dos dados é feita de forma de formulário e o programa permite a troca de dados, tanto de entrada como de saída através de arquivos do tipo texto. Os critérios adotados seguem a norma brasileira ABNT NBR 6118:2014, que em relação à versão anterior apresenta sugestões para concretos com resistência superior a 50 MPa. A estrutura das rotinas é apresentada de maneira que critérios de outras normas, ou ainda atualizações da mesma norma brasileira referenciada, possam ser facilmente implementadas. Apresenta-se vários exemplos de validação do programa em diversas situações e finalmente comentadas e listadas as ampliações que podem ser feitas.

Este trabalho tem a finalidade de estudar a influência da parede de concreto na análise de estabilidade de contenções atirantadas bem como discutir sobre segurança nestas análises. Para isto foram elaborados modelos em estado plano de deformação por meio do método dos elementos finitos, MEF, para análise. A parede de concreto foi modelada com variações de rigidez e modelos reológico, com o fim de se entender sua influência no fator de segurança. Por fim foi realizado um breve estudo sobre a utilização dos métodos estatísticos na análise de estabilidade de contenções. / This work has the purpose of study the influence of the concrete wall in the stability analysis of tieback retaining walls and to discuss these safety analysis. Models were developed using plane strain state via the finite element method, FEM, for analysis. The concrete wall was modeled with variations of stiffness and rheological models, in order to bore its influence on the safety factor. Finally a brief study was conducted on the use of statistical methods in stability analysis of retaining walls.

Este trabalho tem a finalidade de estudar a influência da parede de concreto na análise de estabilidade de contenções atirantadas bem como discutir sobre segurança nestas análises. Para isto foram elaborados modelos em estado plano de deformação por meio do método dos elementos finitos, MEF, para análise. A parede de concreto foi modelada com variações de rigidez e modelos reológico, com o fim de se entender sua influência no fator de segurança. Por fim foi realizado um breve estudo sobre a utilização dos métodos estatísticos na análise de estabilidade de contenções. / This work has the purpose of study the influence of the concrete wall in the stability analysis of tieback retaining walls and to discuss these safety analysis. Models were developed using plane strain state via the finite element method, FEM, for analysis. The concrete wall was modeled with variations of stiffness and rheological models, in order to bore its influence on the safety factor. Finally a brief study was conducted on the use of statistical methods in stability analysis of retaining walls.

Esta investigación aborda la real influencia que tiene el agrietamiento de los elementos estructurales en la reducción de rigidez cuando se produce un evento sísmico. Para ello, en primer lugar, describió la realidad problemática, los antecedentes y generalidades previos acerca del tema para determinar qué tipo de edificación utilizar. En segundo lugar, el marco teórico expuso un conjunto de conceptos fundamentales necesarios para entender el agrietamiento del concreto, la obtención de la inercia efectiva, la irregularidad de edificaciones y se dio un repaso sobre las consideraciones de normas extranjeras. En tercer lugar, se determinó trabajar con 6 planos de viviendas multifamiliares, de los cuales 3 fueron estructuras regulares y 3 fueron irregulares. Asimismo, se subdividió las estructuras en alturas de 5, 10 y 15 pisos, ya que son el tipo de edificación que más se construyen en Lima. Después se halló los parámetros geográficos, de uso y geométricos a partir de la Norma E-030, para luego realizar el análisis sísmico lineal (estático y dinámico). Luego, se realizó los diagramas de momento – curvatura (vigas, columnas y placas), para que, a partir de ellos, obtener un factor de reducción de la inercia bruta y realizar un nuevo análisis sísmico considerando este valor como efecto del agrietamiento. Finalmente, se realizó un análisis comparativo entre los resultados obtenidos de acuerdo a la altura en edificaciones regulares e irregulares. / This research addresses the real influence of the cracking of structural elements in the reduction of rigidity when a seismic event occurs. To do this, first, he described the problematic reality, the background and previous generalities about the topic to determine what type of building to use. Secondly, the theoretical framework exposed a set of fundamental concepts necessary to understand the cracking of concrete, the obtaining of effective inertia, the irregularity of buildings and a review of the considerations of foreign standards. In the third place, it was determined to work with 6 multifamily housing plans, of which 3 were regular structures and 3 were irregular. Likewise, the structures were subdivided into heights of 5, 10 and 15 floors, since they are the type of building that is most constructed in Lima. Afterwards, the geographic, use and geometrical parameters were found from the E-030 standard, to then perform the linear seismic analysis (static and dynamic). Then, the moment diagrams - curvature (beams, columns and plates) were made, so that from them, obtain a reduction factor of the gross inertia and perform a new seismic analysis considering this value as an effect of cracking. Finally, a comparative analysis was made between the results obtained according to the height in regular and irregular buildings. / Tesis