Tese de mestrado integrado. Engenharia Civil (especialização em Estruturas). Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2008

Tese de mestrado integrado. Engenharia Civil (Especialização em Estruturas). Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2009

Tese de mestrado integrado. Engenharia Civil (Especialização em Hidráulica, Recursos Hídricos e Ambiente). Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2008

Tese de mestrado integrado. Engenharia Civil (Especialização em Estruturas). Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2009

Submitted by Fatima Fonseca (fatima.fonseca@sibi.ufrj.br) on 2017-08-16T15:38:52Z No. of bitstreams: 1 139804.pdf: 1443282 bytes, checksum: 6203fb2499aafe958b646b68fa9dad61 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-16T15:38:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 139804.pdf: 1443282 bytes, checksum: 6203fb2499aafe958b646b68fa9dad61 (MD5) Previous issue date: 1975-05 / Foi desenvolvido um programa de computador para dimensionamento de peças em concreto armado com seções retangulares cheias ou vazadas com armadura simétrica e uniformemente distribuída submetidas a flexão composta oblíqua. Foram utilizadas as recomendações do CEB - FIP - 1970. Métodos gráficos de verificação e dimensionamento também foram abordados. Foram estudados métodos aproximados de dimensionamento e verificação apresentados por vários autores e normas, tendo sido analisados quanto à segurança e economia. / A computer program was developed in order to design reinforced retangular full or hollow concrete sections with symetrical uniformly distributed reinforcement under biaxial bending. Theoretical bases followed CEB-FIP-1970 recommendations. Comments on grafical methods for design and checking were also presented. Studies on aproximate methods presented by several authors and codes were analysed as to their security and economic features.

Submitted by Fatima Fonseca (fatima.fonseca@sibi.ufrj.br) on 2017-09-29T13:51:01Z No. of bitstreams: 1 147047.pdf: 4052040 bytes, checksum: 291877cbfc936b0acc48a356520e7c86 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-29T13:51:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 147047.pdf: 4052040 bytes, checksum: 291877cbfc936b0acc48a356520e7c86 (MD5) Previous issue date: 1978-04 / O presente trabalho objetiva a análise de esforços em estruturas de edifícios contendo vigas e pilares de várias formas geométricas e com posições relativas quaisquer nos pavimentos, dotadas ou não de apoios elásticos, submetidas a carregamentos verticais e laterais e a recalques dos apoios. Admite-se a existência de lajes diaframas no nível de cada piso. A análise é feita pelo método dos deslocamentos. Dá-se ênfase à programação automática elaborada para computador, desenvolvendo-se um processo para o tratamento da matriz de rigidez com largura de faixa variável, utilizando-se o conceito de deslocamentos de conjuntos de andares, e efetuando-se a montagem em blocos do sistema de equações de equilíbrio da estrutura. Nos vários exemplos de estruturas analisados, a programação desenvolvida revelou-se eficiente quanto aos tempos de processamento e quanto à precisão dos resultados obtidos. / This paper has as objective the structural analysis of buildings in which the beams and columns may have several geometrical shapes and any relative position in each story. The skeletons may have elastic supports, be under vertical and lateral loads and foundation displacements. The existence of diaphragrn slabs in each floor level is admitted. The analysis is made by the displacement method. Emphasis is given to the automatic programming for computer by developping a process for the changing-bandwidth stiffness matrix treatrnent, by using the concept of story group displacements, and by building the structural equilibrium equations divided in blocks. In the many analyzed examples, the coding showed good time and result precision performances.

O objetivo deste trabalho foi estudar o efeito do confinamento em encontros de pilares de concreto com uma determinada resistência à compressão com lajes ou vigas de concreto de menor resistência. Com isso pretendeu-se desenvolver um melhor entendimento desse assunto, ainda pouco explorado, avaliar recomendações de algumas normas e, onde necessário e possível, sugerir uma solução alternativa. Foram ensaiados à compressão axial vinte e dois modelos reduzidos que representavam pilares de canto ou internos, incorporando parte da laje, e pilares isolados, cujos resultados foram comparados com recomendações de normas, ACI-318, CSA 23.3 e pesquisadores como, Gamble e Klinar, Ospina e Alexander, Bianchini e Silveira dos Santos. Na verdade, esta pesquisa é um prosseguimento daquela realizada por Silveira dos Santos. Complementando os estudos experimentais, modelos em elementos finitos possibilitaram a melhor compreensão desse efeito e ainda viabilizaram a comparação dos resultados experimentais com o critério de confinamento sugerido pelo CM CEB-FIP e pelo Eurocode EC2. Concluiu-se que apenas para pilares internos, cercados por laje em toda a volta, há um aumento de resistência do conjunto por efeito do confinamento do concreto da laje, devendo-se ainda respeitar certos limites. Para pilares de canto é necessária a utilização de algum elemento que compense a falta do concreto, como por exemplo, uma armadura transversal. / The goal of this paper is to study the effect of the confinement in connections of concrete columns having certain strength with lower strength concrete slabs or beams. It was intended to develop a better understanding of this subject, still little explored, to evaluate some code recommendations and, where necessary and possible, to suggest a alternative solution. Twenty-two specimens of reduced models were tested in compression representing corner or internal columns, incorporating part of the slabs, and isolated columns. These results were compared with recommendations of codes, ACI- 318, CSA 23,3 and researchers as, Gamble and Klinar, Ospina and Alexander, Bianchini and Silveira dos Santos. Indeed, this research is a continuation of that one carried through by Silveira dos Santos. Complementing the experimental studies, finite elements models made possible the best understanding of this effect and still they had made possible the comparison of the experimental results with the confinement criterion suggested for CM CEB-FIP and Eurocode EC2. It had concluded that only for internal columns, surrounded by slab, there is a strength increase of the specimen caused by confinement of the slab\'s concrete respecting certain limits. For corner columns it\'s necessary the utilization of some element that compensates the missing concrete, for example, a transversal reinforcement.

O presente trabalho fornece uma visão geral sobre a aplicação, o dimensionamento e o detalhamento de pilares confeccionados com concreto de alto desempenho (CAD), cujo principal atributo analisado é a resistência do concreto à compressão. A ênfase do estudo é dada à aplicação do CAD em pilares de edifícios. São apresentadas as principais diferenças entre pilares de CAD e pilares confeccionados com concretos de baixa resistência (fck < 40 MPa), sendo abordados, com base em códigos vigentes e em resultados experimentais, os diagramas tensão-deformação mais indicados, as formas de consideração das não-linearidades física e geométrica, as excentricidades a serem consideradas no dimensionamento, as causas e a forma de prevenção do fenômeno da perda do cobrimento (característico de pilares de CAD), a importância e a forma de consideração do confinamento e algumas disposições construtivas necessárias para o bom desempenho do pilar. Procurou-se, sempre que possível, apresentar os aspectos que não necessitam de alterações, ou seja, que podem ser considerados da mesma forma para concretos de baixa e de alta resistência. Finaliza-se com a apresentação de alguns exemplos de dimensionamento de pilares de CAD, abordando os tópicos analisados ao longo do texto. / The present work provides an overview of use and design of columns made with high performance concrete (HPC), whose main analyzed attribute is the compression strength of the concrete. The emphasis of the study is given to the application of HPC in columns of buildings. The main differences are presented among columns of HPC and columns made with low strength concrete (fck < 40 MPa), being approached, on base in effective codes and in experimental results, the more suitable stress-strain diagrams, the forms of consideration of the physical and geometrical non-linearities, the eccentricities to be considered in the design, the causes and the form of prevention of the phenomenon of the spalling of the concrete cover (characteristic of HPC columns), the importance and the form of consideration of the confinement and some necessary constructive dispositions for the good performance of the column. It was sought, whenever possible, to present the aspects that don\'t need alterations, that is to say, that can be considered in the same way for low and high strength concretes. It concludes with the presentation of some examples of design of HPC columns, approaching the topics analyzed along the text.

Este trabalho analisou o comportamento teórico e experimental de pilares de concreto armado submetidos à força de compressão centrada e executados com concreto de resistência à compressão em torno de 25 MPa. Durante a fase experimental, foram ensaiados 16 modelos com dimensões das seções transversais de 200 mm x 200 mm e 150 mm x 300 mm, sendo as alturas iguais a seis vezes a menor dimensão da seção, ou seja, 1200 mm e 900 mm, respectivamente. Além das dimensões dos pilares, outros parâmetros foram considerados, tais como a taxa de armadura longitudinal e o espaçamento e a configuração da armadura transversal. Os ensaios foram realizados em uma máquina hidráulica servo-controlada que permitiu aplicar a força de compressão com controle de deslocamento. Assim, foi possível obter o trecho pós-pico da curva força-deformação dos pilares. Os resultados experimentais mostraram que não há formação de núcleo resistente. Foi notado que as fissuras surgiram em etapa de carga muito próxima do colapso dos modelos. Para as taxas de armadura transversal adotadas, foi verificado um ligeiro cintamento e um expressivo aumento na ductilidade dos pilares. Por fim, verificou-se que o estribo suplementar, em forma de barra reta com ganchos nas extremidades contribuiu para cintar e ductilizar os modelos de pilares. / This work analysed the theoretical and experimental behaviour of reinforced concrete columns under axial compression force with concrete compressive strenght around of 25 MPa. In the experimental stage it was tested 16 specimens with cross sections of 200 mm x 200 mm and 150 mm x 300 mm. The height of the columns were six times the smallest dimension of the cross section, i.e., 1200 mm and 900 mm, respectively. Besides the dimensions of the columns, other parameters, like longitudinal reinforcement ratio and the spacing and arrangement of the transverse reinforcement were varied. The columns were loaded concentrically in an servohidraulically controlled testing machine that permitted applying the compression force with displacement control. Therefore, it was possible to obtain the force-strain curve post-peak. The results showed that were not formed resistent cores. Cracks appeared in a load stage near the failure of the specimens. For the transversal reinforcement ratio adopted, it was verified a small gain in strength and an significant increase in ductility. At last, the supplementary cross ties provided gain of strength and ductility in the columns.

O uso de concreto de alto desempenho constitui tendência irreversível, devido às vantagens que apresenta em relação aos concretos de resistência usual, principalmente na execução de pilares de edifícios, pois as áreas das seções transversais podem ser reduzidas. Este trabalho trata da obtenção e do estudo teórico e experimental de pilares de concreto de alto desempenho, analisando o comportamento de modelos, solicitados à compressão centrada e flexão normal composta. Foram analisados pilares de seções transversais quadradas de 20cm x 20cm e retangulares de 15cm x 30cm e 12cm x 30cm, dimensões que representam pilares usuais em estruturas de edifícios. Na compressão centrada ficou caracterizado que o estado limite último foi atingido por ruptura da seção mais solicitada e comprovado que a ruptura ocorreu quando o núcleo, definido pelo perímetro considerado pelos eixos dos estribos, se rompeu. Nos ensaios de flexão normal composta os resultados mostraram que as hipóteses de distribuição de tensões, utilizadas para os concretos de resistências usuais, não devem ser consideradas para concreto de alta resistência. As forças normais experimentais e as teóricas, calculadas por um modelo proposto pelo Autor, ficaram iguais enquanto que, para os momentos fletores, os valores experimentais ficaram muito acima dos teóricos. / The use of high performance concrete is an irreversible tendency in structural design due to the advantages it presents, compared to the concrete of usual strength, these advantages can be seen mainly in the execution of buildings columns as the cross sections can be reduced. This thesis is about the theoretical and experimental study to obtain high performance concrete columns. The behaviour of models subjected to axial load and bending plus axial load was analysed. Columns with the square (20cm x 20cm) and rectangular (15cm x 30cm and 12cm x 30cm) cross sections were studied, because they are the usual buildings columns dimensions. As far as axial load is concerned, the ultimate state limit was reached when the mostly demanded section broke. It was proven that the rupture occurred when the core, defined by the perimeter considered by the axial stirrups, broke. The results of bending plus axial load tests have shown that the distribution of stress hypotheses used for concrete of usual strength must not be considered for high strength concrete. The experimental axial forces and the internal ones calculated by a given model were the same, whereas the experimental values for the internal moments were much higher.