As vigas compostas pregadas possuem vasta aplicação como material estrutural, desde vigas para instalações residenciais e industriais até longarinas de pontes de pequenos vãos, apresentando como principais vantagens o baixo custo e a facilidade de execução, não exigindo mão-de-obra qualificada. Este trabalho tem como objetivo o estudo teórico e experimental de vigas de madeira com seção composta I formadas por peças de madeira serrada e solidarizadas por pregos. São apresentados os critérios das normas EUROCODE 5, DIN1052 e NBR 7190, bem como a teoria a respeito do assunto. É avaliado o procedimento de cálculo da NBR 7190, em comparação com o EUROCODE 5, sendo realizada verificação experimental dos critérios destas normas, por meio de ensaios de flexão em protótipos de vigas compostas em escala natural. Os resultados obtidos demonstram que o modelo do EUROCODE 5 é o mais indicado para estimar a rigidez efetiva, tensões normais e de cisalhamento como também a força nos conectores / The built-up I beams are widely employed as structural elements, from residential and industrial facilities, to girders for bridges of small span. The fact that they do not demand skilled workmanship, the low cost and easiness of construction are their main advantages. This research aims at the theoretical and experimental analysis of built-up I beams, made of sawn elements nailed jointed. The EUROCODE 5, DIN 1052 and NBR 7190 criteria as well as the basic theory are presented. The design procedure adopted by NBR 7190 is compared to the EUROCODE 5 one. Experimental evaluation of these criteria is made subjecting built-up beam prototype to bending tests. The results should that the EUROCODE criteria is the most recommended for estimate the effective rigidity, normal and shear stresses as well as the load on a fastener

Neste trabalho é abordado o cisalhamento pela interface entre concreto pré-moldado e concreto moldado no local em vigas e lajes compostas. São apresentados os modelos analíticos e empíricos empregados na avaliação da resistência ao cisalhamento pela interface entre duas superfícies de concreto atravessadas por armadura. Esses modelos são utilizados para avaliar a resistência ao cisalhamento pela interface de vigas compostas, disponíveis na literatura, sendo indicados os que melhor representaram os resultados experimentais. São apresentadas também as indicações das principais normas sobre o assunto e algumas indicações de detalhes construtivos para peças compostas. Na seqüência são apresentados os resultados de ensaios de cisalhamento direto e ensaios em vigas compostas realizados com o objetivo de avaliar de forma qualitativa a resistência da interface. Algumas das principais conclusões foram: a) existem divergências significativas entre os valores recomendados pelas normas; b) observou-se boa aproximação entre os modelos analíticos e alguns modelos empíricos, obtidos de ensaios de cisalhamento direto, com os resultados de ensaios de vigas compostas obtidos da literatura; c) é recomendável a inclusão de um limite máximo na expressão fornecida pela norma brasileira (NBR-9062) para avaliação da resistência da interface de peças compostas. / This work deals with the shear at interface between precast and cast-in-place concrete in composite beams and slabs. Analytical and empirical models to predict the shear strength of interface with steel cross the transversal section are showed. These models are used to predict the shear strength at interface in composite beams and are pointed the models that presented better approximation with experimental results. The main codes and some constructive details of the composite elements are showed. Push-out tests and tests in simply supported composite beams were carried on during this research and results are included in this work. Some of the main conclusions are: a) there are significant discrepancy among codes indication; b) the experimental results of composite beam showed a good agreement with the analytical models and some empirical models originate to push-out tests; c) it is recommended to define an upper limit in the expression indicated by Brazilian Code (NBR-9062) for estimation of the shear strength at interface in composite elements.

As vigas compostas pregadas possuem vasta aplicação como material estrutural, desde vigas para instalações residenciais e industriais até longarinas de pontes de pequenos vãos, apresentando como principais vantagens o baixo custo e a facilidade de execução, não exigindo mão-de-obra qualificada. Este trabalho tem como objetivo o estudo teórico e experimental de vigas de madeira com seção composta I formadas por peças de madeira serrada e solidarizadas por pregos. São apresentados os critérios das normas EUROCODE 5, DIN1052 e NBR 7190, bem como a teoria a respeito do assunto. É avaliado o procedimento de cálculo da NBR 7190, em comparação com o EUROCODE 5, sendo realizada verificação experimental dos critérios destas normas, por meio de ensaios de flexão em protótipos de vigas compostas em escala natural. Os resultados obtidos demonstram que o modelo do EUROCODE 5 é o mais indicado para estimar a rigidez efetiva, tensões normais e de cisalhamento como também a força nos conectores / The built-up I beams are widely employed as structural elements, from residential and industrial facilities, to girders for bridges of small span. The fact that they do not demand skilled workmanship, the low cost and easiness of construction are their main advantages. This research aims at the theoretical and experimental analysis of built-up I beams, made of sawn elements nailed jointed. The EUROCODE 5, DIN 1052 and NBR 7190 criteria as well as the basic theory are presented. The design procedure adopted by NBR 7190 is compared to the EUROCODE 5 one. Experimental evaluation of these criteria is made subjecting built-up beam prototype to bending tests. The results should that the EUROCODE criteria is the most recommended for estimate the effective rigidity, normal and shear stresses as well as the load on a fastener

Neste trabalho é abordado o cisalhamento pela interface entre concreto pré-moldado e concreto moldado no local em vigas e lajes compostas. São apresentados os modelos analíticos e empíricos empregados na avaliação da resistência ao cisalhamento pela interface entre duas superfícies de concreto atravessadas por armadura. Esses modelos são utilizados para avaliar a resistência ao cisalhamento pela interface de vigas compostas, disponíveis na literatura, sendo indicados os que melhor representaram os resultados experimentais. São apresentadas também as indicações das principais normas sobre o assunto e algumas indicações de detalhes construtivos para peças compostas. Na seqüência são apresentados os resultados de ensaios de cisalhamento direto e ensaios em vigas compostas realizados com o objetivo de avaliar de forma qualitativa a resistência da interface. Algumas das principais conclusões foram: a) existem divergências significativas entre os valores recomendados pelas normas; b) observou-se boa aproximação entre os modelos analíticos e alguns modelos empíricos, obtidos de ensaios de cisalhamento direto, com os resultados de ensaios de vigas compostas obtidos da literatura; c) é recomendável a inclusão de um limite máximo na expressão fornecida pela norma brasileira (NBR-9062) para avaliação da resistência da interface de peças compostas. / This work deals with the shear at interface between precast and cast-in-place concrete in composite beams and slabs. Analytical and empirical models to predict the shear strength of interface with steel cross the transversal section are showed. These models are used to predict the shear strength at interface in composite beams and are pointed the models that presented better approximation with experimental results. The main codes and some constructive details of the composite elements are showed. Push-out tests and tests in simply supported composite beams were carried on during this research and results are included in this work. Some of the main conclusions are: a) there are significant discrepancy among codes indication; b) the experimental results of composite beam showed a good agreement with the analytical models and some empirical models originate to push-out tests; c) it is recommended to define an upper limit in the expression indicated by Brazilian Code (NBR-9062) for estimation of the shear strength at interface in composite elements.

Made available in DSpace on 2014-07-29T15:03:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Paula M da Silva.pdf: 4087845 bytes, checksum: 855996b6cf9b9a51b1746a9073e6bcf6 (MD5) Previous issue date: 2011-06-30 / A structure is designed to have satisfactory performance during its life given the requirements for which it was designed. When performance becomes unsatisfactory, intervention is needed in order to rehabilitate the structure. Structural rehabilitation is characterized by increasing the structure‟s original load bearing capacity. Of the various existing intervention techniques, this work studies the technique that increases the concrete section by adding more concrete to the compression side and evaluates the effectiveness of shear connectors to bond the new concrete to the base concrete. The increase of the concrete section and the layout of the shear connectors were done along the entire length of the beam. There were two test series. In the first test series, called preliminary tests, the variable studied was the type of connector in order to determine which type ("I", "U" or "AF") would present more efficient results. In the second test series we adopted the connector type "I", which showed the best results from the first series. The variables studied in the second series were the shear connector ratio, the influence of pre-cracking and the presence of confining reinforcement in the new concrete region. The surface treatment used was manual blasting without the use of bonding agents. The test results indicated that the presence of shear connectors type "I", a small ribbed reinforcement bar, prevented the loss of bond between the base concrete and the new concrete, prevented splitting of the new concrete cover which was observed in tests with beams reinforced without the shear connectors. Good results were obtained with respect to increased load bearing capacity of the beams, since even the pre-cracked beams gained strength as well as strength increased in non-cracked ones. / Uma estrutura é concebida para ter desempenho satisfatório durante sua vida útil atendendo aos requisitos para os quais ela foi projetada. Quando seu desempenho se torna insatisfatório é necessário que haja intervenção de forma a reabilitar a estrutura. O reforço estrutural tem a característica de reabilitar a estrutura aumentando sua capacidade portante original. Das várias técnicas de intervenção existente, optou-se por estudar nesse trabalho a técnica pelo aumento da seção de concreto pela face comprida avaliando a eficiência do uso de conectores de cisalhamento ligando o concreto do substrato ao concreto do reforço. O aumento da seção de concreto e a disposição dos conectores se deram ao longo de todo o comprimento longitudinal da peça. Foram realizadas duas séries de ensaio. Na primeira série de ensaios, denominados ensaios preliminares, a variável estudada foi o tipo de conector com o objetivo de determinar qual deles ( I , U ou AF ) apresentaria resultado mais eficiente. Na segunda série de ensaios adotou-se o conector tipo I , que apresentou os melhores resultados da primeira série. As variáveis de estudo da segunda série foram a taxa de conector, a influência da pré-fissuração e da armadura de confinamento na região do reforço. O tratamento de superfície adotado foi o apicoamento manual sem uso de ponte de aderência. Os resultados dos ensaios indicaram que a presença do conector de cisalhamento tipo I , formado por uma barra nervurada reta, conseguiu impedir a perda da aderência entre o concreto novo e o substrato, impedindo o desplacamento parcial entre estes materiais que havia sido observado nas vigas reforçadas sem os conectores. Obtiveram-se bons resultados com relação ao aumento da capacidade portante das vigas, visto que até nas peças pré-fissuradas houve ganho de resistência assim como nas peças íntegras.

Neste trabalho estudou-se o reforço de vigas T de concreto armado tanto por meio de adição de armadura longitudinal ao bordo tracionado envolvida por um material compósito (argamassa com fibras curtas de aço), quanto pela aplicação de uma capa de pequena espessura de microconcreto de alta resistência ao bordo comprimido. Para estudar as possibilidades da aplicação prática destas duas técnicas de reforço avaliou-se o comportamento das vigas reabilitadas verificando a influência: da atuação de um pré-carregamento durante a execução do reforço, das deformações diferidas diferenciais (fluência e retração) existentes entre os materiais novos e antigos e, dos mecanismos de resistência mobilizados na transmissão de esforços na junta - formada pela ligação do substrato ao concreto do reforço - ou entre as barras de aço tracionadas preexistentes e adicionadas em função da ausência de estribos envolvendo-as. Para redimensionar as peças reforçadas no bordo tracionado foram realizados ensaios complementares para identificar, dentre as várias fibras disponíveis comercialmente, qual a que proporcionaria ao material compósito, um confinamento suficiente que evitasse a ruptura prematura da viga pela tendência de deslizamento relativo entre as barras de aço tracionadas devida à ausência de estribos neste local. Para redimensionar as peças reforçadas no bordo comprimido realizou-se ensaios complementares para determinar as propriedades viscoelásticas dos materiais usados no substrato e no reforço, tornando possível estimar as descontinuidades geradas nos estados de tensão e deformação ao longo do tempo já que tais materiais são moldados e submetidos a carregamentos em idades distintas. Os resultados dos ensaios das vigas reforçadas de seção T foram analisados e comparados com previsões teóricas feitas a partir da adaptação de métodos analíticos convencionais recomendados por norma para estruturas novas, e a partir de simulações numéricas usando um programa computacional baseado no método dos elementos finitos. Do estudo realizado foi possível: comprovar a eficiência das técnicas de reforço propostas estando as peças submetidas ou não a um pré-carregamento durante a execução da intervenção, compatibilizar alguns dos conhecimentos teóricos existentes a fim de poder usá-los na análise teórica das vigas reabilitadas, além de reunir uma série de informações úteis que podem ser exploradas na definição de estratégias e procedimentos de projeto de estruturas reabilitadas semelhantes / This paper reports on the results of a study about the behavior of reinforced concrete T-beams rehabilitated using two different techniques. The first technique consists of the addition of longitudinal reinforcement embedded in a steel fiber reinforced highperformance mortar at the bottom face of the member. The second technique consists of rehabilitation by adding a thin overlay of high-strength concrete to the compression zone. The parameters analyzed to verify the possibilities of practical applications of these techniques were: the effect of a pre-loading acting on the beams during their rehabilitation, the differential time-dependent deformations (creep and shrinkage) between the new concrete and existing base, the mechanisms of resistance mobilized along the interface formed by old and new concrete or between pre-existent steel bars and added steel bars that are not involved by stirrups. Previous tests were carried out to make it possible to redesign the intervention adequately. Theses tests yield useful information about which type and volume of steel fibers need to be added to composite mortar to avoid the premature rupture of the strengthened beam caused by relative slipping between the layers of steel tensioned bars. These tests also give information about the viscoelastic properties of the materials used to manufacture the T-beams. The test results were analyzed and compared with the results of analytic models and numeric models based on the method of the finite elements. Based on this study, it can be stated that the proposed techniques are really efficient even if the beams are submitted to a pre-loading during the process of rehabilitation. Also, existing theoretical knowledge was organized to support the theoretical analysis of the rehabilitated beams, besides gathering useful information that can be explored in the definition of strategies and procedures of similar projects of rehabilitated structures

Neste trabalho estudou-se o reforço de vigas T de concreto armado tanto por meio de adição de armadura longitudinal ao bordo tracionado envolvida por um material compósito (argamassa com fibras curtas de aço), quanto pela aplicação de uma capa de pequena espessura de microconcreto de alta resistência ao bordo comprimido. Para estudar as possibilidades da aplicação prática destas duas técnicas de reforço avaliou-se o comportamento das vigas reabilitadas verificando a influência: da atuação de um pré-carregamento durante a execução do reforço, das deformações diferidas diferenciais (fluência e retração) existentes entre os materiais novos e antigos e, dos mecanismos de resistência mobilizados na transmissão de esforços na junta - formada pela ligação do substrato ao concreto do reforço - ou entre as barras de aço tracionadas preexistentes e adicionadas em função da ausência de estribos envolvendo-as. Para redimensionar as peças reforçadas no bordo tracionado foram realizados ensaios complementares para identificar, dentre as várias fibras disponíveis comercialmente, qual a que proporcionaria ao material compósito, um confinamento suficiente que evitasse a ruptura prematura da viga pela tendência de deslizamento relativo entre as barras de aço tracionadas devida à ausência de estribos neste local. Para redimensionar as peças reforçadas no bordo comprimido realizou-se ensaios complementares para determinar as propriedades viscoelásticas dos materiais usados no substrato e no reforço, tornando possível estimar as descontinuidades geradas nos estados de tensão e deformação ao longo do tempo já que tais materiais são moldados e submetidos a carregamentos em idades distintas. Os resultados dos ensaios das vigas reforçadas de seção T foram analisados e comparados com previsões teóricas feitas a partir da adaptação de métodos analíticos convencionais recomendados por norma para estruturas novas, e a partir de simulações numéricas usando um programa computacional baseado no método dos elementos finitos. Do estudo realizado foi possível: comprovar a eficiência das técnicas de reforço propostas estando as peças submetidas ou não a um pré-carregamento durante a execução da intervenção, compatibilizar alguns dos conhecimentos teóricos existentes a fim de poder usá-los na análise teórica das vigas reabilitadas, além de reunir uma série de informações úteis que podem ser exploradas na definição de estratégias e procedimentos de projeto de estruturas reabilitadas semelhantes / This paper reports on the results of a study about the behavior of reinforced concrete T-beams rehabilitated using two different techniques. The first technique consists of the addition of longitudinal reinforcement embedded in a steel fiber reinforced highperformance mortar at the bottom face of the member. The second technique consists of rehabilitation by adding a thin overlay of high-strength concrete to the compression zone. The parameters analyzed to verify the possibilities of practical applications of these techniques were: the effect of a pre-loading acting on the beams during their rehabilitation, the differential time-dependent deformations (creep and shrinkage) between the new concrete and existing base, the mechanisms of resistance mobilized along the interface formed by old and new concrete or between pre-existent steel bars and added steel bars that are not involved by stirrups. Previous tests were carried out to make it possible to redesign the intervention adequately. Theses tests yield useful information about which type and volume of steel fibers need to be added to composite mortar to avoid the premature rupture of the strengthened beam caused by relative slipping between the layers of steel tensioned bars. These tests also give information about the viscoelastic properties of the materials used to manufacture the T-beams. The test results were analyzed and compared with the results of analytic models and numeric models based on the method of the finite elements. Based on this study, it can be stated that the proposed techniques are really efficient even if the beams are submitted to a pre-loading during the process of rehabilitation. Also, existing theoretical knowledge was organized to support the theoretical analysis of the rehabilitated beams, besides gathering useful information that can be explored in the definition of strategies and procedures of similar projects of rehabilitated structures