Um projeto de estruturas deve considerar incertezas intrínsecas às variáveis presentes na estrutura e na concepção estrutural, como intensidade e distribuição das ações, propriedades mecânicas dos materiais, parâmetros geométricos da estrutura e modelos de cálculo e de análise estrutural. Desta forma, a segurança estrutural só pode ser medida em termos probabilísticos. O presente estudo aborda uma análise estatística da variável aleatória erro de modelo para a previsão da capacidade resistente de elementos lineares (vigas e pilares) segundo requisitos das normas de estruturas de concreto ABNT NBR 6118:2003 e ACI 318-2002. A variável erro de modelo é obtida pela razão entre observações dos valores reais e os valores obtidos segundo os requisitos normativos. Os valores reais de resistência dos pilares de concreto armado foram obtidos a partir de uma base de dados experimentais levantada de pesquisas sobre este elementos. O principal objetivo deste trabalho é avaliar a influência de cada parâmetro considerado, como resistência média a compressão do concreto, taxa de armadura, esbeltez dos pilares, altura útil e domínios de ruína das vigas, deformação dos elementos concreto e aço, sobre a resistência última dos elementos. Os resultados obtidos demonstram que os modelos da norma brasileira são conservadores e tendenciosos em relação os parâmetros estudados. / In a design of structures, it should be considered the intrinsic uncertainties to the present variables in the structure and in the structural concept, such as intensity and action distribution, mechanic properties of the material, geometric parameters of the structure and structural analysis and calculus models. Thus, the structural safety can only be measured in probabilistic terms. The present study approaches a statistical analysis of model error random variable for the prediction of resistant capacity of linear elements (columns and beams) according to the ABNT NBR 6118:2003 e ACI 318-2002 concrete structures building code requirements. The model error variable is obtained by the ratio between observation of real values and the values obtained according to the building code requirements. The real values of resistance in the concrete structure columns were obtained from an experimental data base acquired from researches on the same elements. The main objective of this work is to evaluate the influence of each considered parameter, such the concrete average resistance to compression, reinforcement rate, columns slenderness, serviceable height and ruin domains in beams, deformation of concrete and steel elements, about the last resistance of the elements. The obtained results show that Brazilian building code are conservative and tendentious in relation to the studied parameters.

Pilares de edifícios estão sempre submetidos à flexão composta oblíqua. Este trabalho tem como objetivo comparar, em seções transversais com formato geométrico de L, os resultados obtidos por dois métodos de cálculo: a) Integração numérica na qual, para cada direção principal, são utilizadas curvaturas reais obtidas de diagramas momentocurvatura de cada seção, sendo os efeitos de segunda ordem calculados considerando a flexão composta oblíqua; b) Integração numérica na qual, para cada direção principal é utilizada uma rigidez secante, obtida a partir dos momentos resistentes do ELU, sendo os efeitos de segunda ordem calculados ignorando-se a direção ortogonal. 2.248 seções transversais foram analisadas. Cada uma foi solicitada de 192 maneiras diferentes. A conclusão é de que o procedimento descrito no item b pode ser utilizado com segurança, desde que se utilize uma rigidez secante reduzida em 10%. / The columns of buildings are always subject to oblique bending. This study compares, in geometric L shaped cross sections, the results obtained using two calculation methods: a) Numerical integration in which, for each principal direction, the actual curvatures obtained from moment-curvature relationships of each section are used, calculating the second-order effects considering the oblique bending; b) Numerical integration in which, for each principal direction, a secant stiffness is used, obtained from the moments resistances of ULS, calculating the second-order effects ignoring the orthogonal direction. 2.248 cross sections were analyzed. Each one was solicited in 192 different ways. The conclusion is that the procedure described in item b can be safely used, provided a secant stiffness reduced to 10% is used.

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[pt] Estruturas mistas de aço e concreto estão se tornando cada vez mais viáveis do ponto de vista de execução com custos mais competitivos. Graças às pesquisas e aos estudos desenvolvidos que visam aproveitar ao máximo as vantagens oferecidas pelos materiais concreto e aço, as estruturas mistas vêm sendo cada vez mais utilizadas na construção civil. Neste estudo são apresentadas as configurações estruturais dos pilares mistos e recomendações de projeto de normas vigentes. O objetivo dessa dissertação é avaliar o comportamento experimental de pilares mistos com perfis de aço de alta resistência submetidos a ensaios em escala real. Para tal avaliação, levou-se em consideração as características e propriedades dos materiais que compõem as peças: concreto, aço das armaduras e aço de alta resistência dos perfis U de chapa dobrada. Para atingir o objetivo deste trabalho, foram testados seis elementos mistos com seção transversal formada por dois perfis U de chapa dobrada e concreto armado, formando uma seção retangular. Inicialmente duas colunas foram submetidas à compressão centrada e duas vigas foram testadas à flexão. Posteriormente os dois pilares mistos foram ensaiados com excentricidade de 40 mm no carregamento. Os resultados experimentais foram, então, analisados e comparados com os resultados teóricos calculados com as recomendações da norma brasileira ABNT NBR 8800:2008 e do Eurocode 4, 2004. E os resultados experimentais foram em média coerentes com os teóricos calculados. / [en] Composite structures of steel and concrete are becoming increasingly feasible from the execution point of view, with more competitive costs. Thanks to the work and studies developed that aim to make the most of the advantages offered by both materials, they have been increasingly used in building construction. This study presents the structural configurations of the composite beam-columns and design recommendations using current codes. The objective of this dissertation is to evaluate the experimental behavior of composite beam-columns with high strength steel profiles tested in real scale specimens. For this analysis, the characteristics and properties of the materials that compose the structure were taken into consideration: concrete, reinforcing steel and high strength steel of the cold formed sections. To reach the aims of this work, six composite elements with cross section formed by two channel profiles of folded sheet and reinforced concrete were tested. Initially two columns were subjected to centered compression and two beams were subjected to flexural tests. Subsequently, the composite beam-columns were tested with a 40 mm eccentricity at loading. The experimental results were then analyzed and compared with the theoretical ones, which were calculated with the recommendations of the Brazilian standard ABNT NBR 8800:2008 and the Eurocode 4, 2004. The experimental results, obtained were consistent with the theoretical predictions.

Crescem de forma bastante acelerada as discussões sobre o fato dos concretos fornecidos nas obras brasileiras não estarem atingindo a resistência à compressão especificada nos projetos estruturais, os ditos concretos não conformes. Neste contexto, analisar de forma detalhada os fatores e processos que levam a não conformidade no atendimento aos parâmetros especificados em projeto surge como uma importante questão no âmbito da construção civil do país. Neste trabalho são discutidos os procedimentos adotados na avaliação da qualidade do concreto produzido e aplicado nas obras brasileiras. Também são analisados os fatores que interferem nos resultados da resistência à compressão do concreto, bem como são avaliadas as repercussões proporcionadas por estes no controle tecnológico do material. A influência dos casos de não conformidade no atendimento da resistência à compressão do concreto especificada em projeto no nível de segurança estrutural também é avaliada através do valor do índice de confiabilidade (B). A confiabilidade foi avaliada para o caso de pilares dimensionados de acordo com a NBR 6118 (ABNT, 2014), uma vez que do ponto de vista do risco estrutural e importância de fc, estes são os elementos mais suscetíveis a problemas. A simulação do comportamento dos pilares e consequente determinação da carga de ruptura foram realizadas através de um modelo numérico baseado no Método dos Elementos Finitos, tendo sido consideradas as não linearidades física e geométrica. O método de Monte Carlo e o método FORM foram adotados para a determinação de . O modelo computacional utilizado foi apresentado e sua validação realizada de forma satisfatória através da comparação com resultados experimentais determinados por diversos pesquisadores. Além da resistência à compressão do concreto, inúmeras outras variáveis envolvidas no comportamento estrutural dos pilares foram avaliadas, seguindo modelos propostos por outros autores e através de resultados obtidos ao longo do trabalho. Os resultados mostram que, nos casos de verificação de não conformidades do concreto entregue, inúmeros fatores devem ser observados na busca de uma avaliação segura do real nível de comprometimento da segurança estrutural; sob o ponto de vista de evitar desnecessários conflitos entre as partes envolvidas ou, no caso contrário, gerar falsa sensação de segurança. / The discussion about the fact that the concrete provided by concrete companies for the Brazilian work sites is not reaching the compressive strength specified in the structural design is growing rapidly. These are the so-called non-compliant concretes. In this context, a detailed analysis of the factors and processes that lead to non-compliance emerges as an important issue in the Brazilian construction industry. This thesis discusses the procedures used in the quality control of concrete produced and used in Brazilian work sites. The factors that influence the results of the compressive strength test of concrete, as well as their repercussion on the material quality control were also analyzed. The influence of non-compliance on the compressive strength specified in the design on the structural safety level was evaluated through the reliability index (B).The reliability of columns designed according to NBR-6118 (ABNT, 2014) was assessed. These elements are the most susceptible to problems from the point of view of concrete non-compliance. A numerical model based on the Finite Element Method was used to carry out the simulation of columns behavior and the consequent determination of their load capacity. In this method, the material and geometric non-linearities are considered. The Monte Carlo method and the FORM method were adopted for the determination of the reliability index (B). The computer model used was presented and validated by comparison with experimental results obtained by different researchers. Besides the compressive strength of concrete, numerous other variables involved in the structural behavior of colunms were evaluated, such as load eccentricity, reinforcement ratio, live to dead load ratio and column slenderness. The results show that, in cases of concrete non-compliance, numerous factors must be observed in the search for a reliable estimation of the actual impact to the structure safety level. This is important from the point of view of avoiding unnecessary conflicts between the parties and, on the other hand, generating false sense of security.

Com a crescente evolução tecnológica dos materiais empregados na construção civil, como o concreto estrutural, que hoje atinge resistências características bastante superiores àquelas utilizadas tradicionalmente pelos projetistas, surge a necessidade de atualização da literatura técnica que fundamenta o tema. Em 2014, a norma brasileira que regulamenta os procedimentos para projeto de estruturas de concreto armado, NBR 6118:2014, passou a incluir os concretos de alta resistência, com resistência característica à compressão simples superior a 50 MPa. Isto posto, o presente estudo objetivou analisar a confiabilidade no projeto de pilares de concreto armado conforme a referida norma. Para tal, foi desenvolvido um modelo de elementos finitos para a análise de pilares de concreto armado através do software ANSYS, sendo o comportamento não-linear do concreto representado através da ferramenta de customização UPF (User Programmable Features), que possibilita a introdução de um novo modelo constitutivo de material programado pelo usuário ao sistema. Este modelo foi representado por uma rotina de cálculo externa, estruturada em linguagem FORTRAN, e teve como base as equações constitutivas apresentadas no Código Modelo fib 2010. Para a validação deste modelo numérico, foram reproduzidas as condições de ensaios experimentais envolvendo pilares de concreto armado. Finalmente, foram modelados pilares projetados de acordo com a norma brasileira, submetidos à flexo compressão normal e oblíqua e, a partir da aplicação do Método de Monte Carlo, através da ferramenta Probabilistic Design do ANSYS, foram determinados os índices de confiabilidade de cada caso, bem como a influência dos diversos parâmetros de projeto nestes índices. Em relação aos pilares submetidos a flexo-compressão normal, a grande maioria apresentou resultados satisfatórios em termos de confiabilidade estrutural, entretanto, tratando-se dos pilares em flexo-compressão oblíqua, quase metade dos projetos não atingiram os índices de confiabilidade alvo estabelecidos neste estudo. / With the increasing technological evolution of the materials used in civil construction, such as structural concrete, which nowadays much higher compressive strenghts than tthose traditionally used by structural designers, there is a need to update the technical literature that underlies the theme. In 2014, the Brazilian standard that regulates the procedures for the design of concrete armament structures, NBR 6118: 2014, introduced considerations concerning high strenght concretes, with compressive strenght above 50 MPa. Therefore, the present study aimed to analyze the reliability of the design of reinforced concrete columns according to the guidelines presented in the mentioned standard. For this, a finite element model was developed for the analysis of reinforced concrete columns through the software ANSYS, with the nonlinear behavior of concrete represented by the software customization tool named UPF (User Programmable Features), which allows the introduction of a new material constitutive model programmed by the user to the main system. This model was represented by an external calculation routine, structured in FORTRAN language, and was based on the constitutive equations presented in fib Model Code 2010. For the validation and calibration of this numerical model, the conditions of experimental tests involving reinforced concrete columns have been reproduced. Finally, models have been created to represent columns designed according to the guidelines of the Brazilian Standard NBR 6118:2014, submitted to normal and oblique flexioncompression and, through the application of the Monte Carlo method using the Probabilistic Design tool of ANSYS, the reliability indexes for each design were determined such as the influence of the various design parameters in these indices. Regarding the abutments submitted to normal flexion-compression, the great majority presented satisfactory results in terms of structural reliability, however, in the case of oblique flexion-compression abutments, almost half of the projects didn't achieve the target reliability indices established in this study.

[pt] Este trabalho apresenta um estudo experimental do comportamento de pilares esbeltos de alta resistência submetidos à flexão composta reta. Foram ensaiados oito pilares divididos em duas séries, sendo uma série com concreto de 40 MPa e a outra com concreto de 80 MPa aos vinte e oito dias. Todos os pilares tinham seção transversal de 15x25 cm e altura de 300 cm. Em cada série, a variável foi a taxa de armadura longitudinal que assumiu quatro valores diferentes. O objetivo foi verificar os valores da excentricidade de segunda ordem que devem ser considerados no dimensionamento de pilares esbeltos de concreto de alta resistência. Os resultados dos ensaios foram comparados com os resultados teóricos obtidos pelos modelos da curvatura aproximada e da rigidez aproximada que constam na NBR6118:2003. Essa comparação mostrou uma boa concordância entre os resultados experimentais e teóricos. / [en] This work presents an experimental study of the behavior of slender high strength concrete columns under uniaxial eccentric compression loads. Eight columns were tested, divided into two series, one series with concrete of 40 MPa and the other with concrete of 80 MPa at twenty eight days. All columns had a cross-section of 15x25 cm and height of 300 cm. In each series, the variable was the longitudinal reinforcement ratio which assumed four different values. The objective was to verify the values of the eccentricity of second order that should be taken into account in the design of slender high strength concrete columns. The experimental results were compared with theoretical results obtained by the models of the approximated curvature and approximated stiffnes methods prescribed in the NBR6118:2003 code. This comparison showed a good agreement between the experimental and theoretical results.

Crescem de forma bastante acelerada as discussões sobre o fato dos concretos fornecidos nas obras brasileiras não estarem atingindo a resistência à compressão especificada nos projetos estruturais, os ditos concretos não conformes. Neste contexto, analisar de forma detalhada os fatores e processos que levam a não conformidade no atendimento aos parâmetros especificados em projeto surge como uma importante questão no âmbito da construção civil do país. Neste trabalho são discutidos os procedimentos adotados na avaliação da qualidade do concreto produzido e aplicado nas obras brasileiras. Também são analisados os fatores que interferem nos resultados da resistência à compressão do concreto, bem como são avaliadas as repercussões proporcionadas por estes no controle tecnológico do material. A influência dos casos de não conformidade no atendimento da resistência à compressão do concreto especificada em projeto no nível de segurança estrutural também é avaliada através do valor do índice de confiabilidade (B). A confiabilidade foi avaliada para o caso de pilares dimensionados de acordo com a NBR 6118 (ABNT, 2014), uma vez que do ponto de vista do risco estrutural e importância de fc, estes são os elementos mais suscetíveis a problemas. A simulação do comportamento dos pilares e consequente determinação da carga de ruptura foram realizadas através de um modelo numérico baseado no Método dos Elementos Finitos, tendo sido consideradas as não linearidades física e geométrica. O método de Monte Carlo e o método FORM foram adotados para a determinação de . O modelo computacional utilizado foi apresentado e sua validação realizada de forma satisfatória através da comparação com resultados experimentais determinados por diversos pesquisadores. Além da resistência à compressão do concreto, inúmeras outras variáveis envolvidas no comportamento estrutural dos pilares foram avaliadas, seguindo modelos propostos por outros autores e através de resultados obtidos ao longo do trabalho. Os resultados mostram que, nos casos de verificação de não conformidades do concreto entregue, inúmeros fatores devem ser observados na busca de uma avaliação segura do real nível de comprometimento da segurança estrutural; sob o ponto de vista de evitar desnecessários conflitos entre as partes envolvidas ou, no caso contrário, gerar falsa sensação de segurança. / The discussion about the fact that the concrete provided by concrete companies for the Brazilian work sites is not reaching the compressive strength specified in the structural design is growing rapidly. These are the so-called non-compliant concretes. In this context, a detailed analysis of the factors and processes that lead to non-compliance emerges as an important issue in the Brazilian construction industry. This thesis discusses the procedures used in the quality control of concrete produced and used in Brazilian work sites. The factors that influence the results of the compressive strength test of concrete, as well as their repercussion on the material quality control were also analyzed. The influence of non-compliance on the compressive strength specified in the design on the structural safety level was evaluated through the reliability index (B).The reliability of columns designed according to NBR-6118 (ABNT, 2014) was assessed. These elements are the most susceptible to problems from the point of view of concrete non-compliance. A numerical model based on the Finite Element Method was used to carry out the simulation of columns behavior and the consequent determination of their load capacity. In this method, the material and geometric non-linearities are considered. The Monte Carlo method and the FORM method were adopted for the determination of the reliability index (B). The computer model used was presented and validated by comparison with experimental results obtained by different researchers. Besides the compressive strength of concrete, numerous other variables involved in the structural behavior of colunms were evaluated, such as load eccentricity, reinforcement ratio, live to dead load ratio and column slenderness. The results show that, in cases of concrete non-compliance, numerous factors must be observed in the search for a reliable estimation of the actual impact to the structure safety level. This is important from the point of view of avoiding unnecessary conflicts between the parties and, on the other hand, generating false sense of security.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / In this work we investigate the use of the Potts Cellular Model in simulations of the water droplets on flat hydrophobic and pillarlike surfaces surrounded by gas. Eight tests were chosen to validate the model, based on experimental and theoretical results: (1) the measurement of the contact angle on a flat hydrophobic surface; (2) the transition from Cassie to Wenzel states; (3) the measurement of the contact angle on the pillar-like structured surface in Wenzel and Cassie states; (4) the dependence of the contact angle on the roughness of the surface; (5) the measurement of the contact angle hysteresis; (6) the difference in angle hysteresis between Wenzel and Cassie states (7) the sliding of a droplet on inclined surfaces; and (8) the relationship between angle hysteresis and the velocity of the droplets on inclined surfaces. Our results are agree with the experimental and theoretical results suggesting that the Cellular Potts Model can be used as a tool in the theoretical studies these systems. / Neste trabalho investigamos a utilização do Modelo de Potts Celular na simulação de gotas de água sobre superfícies hidrofóbicas lisa e estruturada em pilares que pode apresentar comportamento superhidrofóbico em contato com gás. Oito testes foram escolhidos para validar o modelo, baseados em resultados experimentais e teóricos conhecidos: (1) a medida do ângulo de contato da gota sobre a superfície lisa; (2) a transição do regime Cassie para o regime Wenzel; (3) a medida do ângulo de contato da gota sobre a superfície estruturada; (4) a dependência do ângulo de contato com a rugosidade da superfície; (5) a medida da histerese do ângulo de contato; (6) a diferença na histerese do ângulo nos regimes Cassie e Wenzel; (7) ângulo crítico de deslize sobre superfícies lisas; (8) a relação entre a histerese e velocidade de deslize da gota. Nossos resultados concordam com os resultados experimentais sugerindo que o modelo de Potts Celular pode ser usado como uma ferramenta no estudo teórico destes sistemas.

O trabalho analisa as contribuições da espiritualidade e da Pastoral católicas no desenvolvimento da resiliência, em jovens de 18 a 29 anos. Define-se a resiliência como o processo comportamental ou psíquico, de superação de situações adversas e traumáticas. Pode ser motivado, impulsionado e ajudado a continuar desenvolvendo-se mediante a promoção dos fatores de proteção (externos), assim como dos pilares de resiliência (internos) do próprio jovem. Estudam-se algumas características da religiosidade/espiritualidade na juventude, no tempo atual, e discutem-se as contribuições da religiosidade/espiritualidade e da Pastoral católicas no desenvolvimento da resiliência, vinculando os elementos priorizados em publicações pastorais da Igreja Católica, com os fatores de proteção e os pilares descritos na literatura sobre resiliência. Para a pesquisa qualitativa foram escolhidos 13 jovens residentes em São Leopoldo/RS, de 21 a 29 anos de idade, católicos e com alta resiliência. A maioria esteve exposta a fatores de risco e passou por uma constelação de situações críticas e/ou traumáticas. Na literatura, os fatores de proteção que favorecem o processo de resiliência são dois: a aceitação incondicional de pelo menos uma pessoa e as redes de apoio social, formais e informais (por exemplo: família, amigos, instituições educativas, sociais, grupos e comunidades de Igreja, rede de saúde, etc.). Os pilares de resiliência possíveis de serem promovidos são: a auto-estima; algumas aptidões e competências pessoais específicas; o senso de humor; e a religiosidade/espiritualidade ou o sentido da vida. Na pesquisa de campo os jovens se autodefinem como católicos e salientam que a ajuda de Deus e da família é essencial para poderem superar situações adversas e traumáticas. Não aparecem mencionadas como significativas nem autoridades, nem lideranças católicas, e sim alguns grupos de Igreja. A maioria dos entrevistados não têm prática institucional coletiva na Igreja Católica após a Primeira Comunhão. Porém, vários frequentam outras Igrejas, sem entrar em conflito com a sua pertença católica. A oração pessoal, espontânea, nas suas casas é uma prática privilegiada e frequente. A dimensão pessoal, subjetiva e emocional é um traço da sua religiosidade/espiritualidade. O estudo analisa como a resiliência pode ser promovida através de pessoas, grupos e instituições e através das propostas pastorais, assim como as possibilidades, as perspectivas e os desafios que o tema da resiliência traz para a reflexão e o trabalho que a Igreja Católica realiza junto aos jovens, visando tanto a prevenção quanto a superação de situações adversas ou traumáticas. / The study analyses how Catholic spirituality and Catholic pastoral work contribute to the development of resilience in young people between 18 and 29 years old. Resilience is defined as a behavioural or psychological process, which entails the overcoming of adverse and traumatic situations. The promotion of the protective factors (external) and the resilience pillars (internal) of the very same youngster can motivate, prompt or help the process to continue. Some of the characteristics of current young religiosity/spirituality are studied, and the contributions to the development of resilience made by Catholic religiosity/spirituality and Catholic pastoral work are discussed, linking the elements to which the pastoral publications of the Catholic Church have given priority with the protection factors and pillars described in literature regarding resilience. For the qualitative investigation, 13 young, catholic and highly- resilience, São Leopoldo/RS residents, between 18 and 29 years old, were selected. Most of them have been exposed to risk factors and undergone a constellation of critical and/or traumatic situations. According to literature, the protection factors that favour the process of resilience are two: the unconditional acceptance of at least one person and the social support networks, formal or informal (for instance, family, friends, educational and social institutions, Church groups and communities, health network, etc.). The resilience pillars that can be promoted are: self-esteem, some specific personal abilities and competencies, sense of humour, and the religiosity/spirituality or meaning of life. In field investigation, the youngsters define themselves as Catholics and state that help from God and their families is essential to overcome adverse and traumatic situations. Catholic authorities or leaders are not mentioned as significant, but some Church groups are. Most of those interviewed do not have any collective institutional practice at the Catholic Church after the First Communion. However, many frequent other churches, without coming into conflict with their catholic identity. Personal and spontaneous prayer at home is a privileged and common practice. Personal, subjective and emotional dimension is one feature of their religiosity/spirituality. The study analyses how people, groups, institutions and pastoral proposals can promote resilience, along with the possibilities, perspectives and challenges resilience posits to the reflection and work the Catholic Church does with the young, covering both the prevention and the overcoming of adverse and traumatic situations.