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Desempenho de reforços em pilares esbeltos de concreto armado : análise numérico-experimental / Numerical and experimental analysis on the performance of strengthened slender reinforced concrete columns

Zanato, Gustavo Andre January 1999 (has links)
Este trabalho apresenta um estudo sobre o comportamento de-pilares esbeltos reforçados submetidos a esforços de flexo-compressão normal. Inicialmente, foram moldados pilares de concreto armado para em uma etapa subseqüente serem reforçados. Desta forma, os pilares foram divididos em grupos de dois, sendo estudadas diversas técnicas de execução de reforços. Um grupo destes pilares, denominado de pilares testemunhos, foi ensaiado com suas dimensões originais, servindo portanto como elemento comparativo aos pilares reforçados. Dentre as técnicas recuperadoras analisadas, foram testados reforços com chapas de aço coladas com resina epóxi e parafusos auto-fixantes, com espaçamento de 21 cm e 38 cm; com chapa de aço colada com resina epóxi; com chapa de aço e parafusos auto-fixantes espaçados de 21 cm, procurando-se assim fazer diversas combinações e variações dos elementos reforçantes. Ainda, foram estudados reforços com perfis metálicos; com argamassa com adição de sílica ativa e com concreto convencibnai, simulando-se, para estes últimos, certas situações cotidianas de canteiros de obras. Os protótipos foram instrumentados nas seções central e do quarto inferior, e apoios inferior e superior, com deflectômetros, para serem determinados seus deslocamentos transversais e rotações dos aporos. 0s pilares confeccionados tiveram duas de suas barras de armadura longitudinal instrumentadas com extensômetros elétricos, na sua seção central, sendo também os elementos reforçantes instrumentados na mesma posição, para a medição das deformações que estes elementos sofreram quando ensaiados. A realização dos ensaios experimentais permitiu determinar, para cada peça, a sua carga de ruptura, deformações das armaduras e deslocamentos transversais, sendo estes resultados comparados com os numéricos, procedentes de programa computacional, baseado nas recomendações da norma brasileira NBR 6118180. Os resultados dos ensaios experimentais confrontados com os teóricos demonstraram a eficiência do método geral proposto pela norma supra citada. Demonstram, ainda, a viabilidade executiva das técnicas recuperadoras de capacidade portante, apresentando resultados de cargas de colapso e flechas plenamente satisfatórios, comparativamente aos pilares testemunhos, ensaiados como referência. / This work presents a study on the behaviour of strengthened slender colurnns, subrnitted to eccentric normal compression. A set of reinforced concret colurnns were casted and in a subsequent stage strengthened. The colurnns were divided in groups of two, for which different strengthening techniques were executed and are studied. One of such groups, denorninated as "reference colurnns", was tested with their original dirnensions, serving as comparative elements. The different strengthening techniques adopted were: strengthening with steel plates bonded with epoxy resin and parabolts, spaced of 21 and 38 cm; steel plates bonded with epoxy resin only and steel plates fixed with parabolts alone, spaced of 21 crn. Furthermore, rnetalic comer plate reinforcernents, mortar cornposed with addition of active silica and conventional concrete were also used, sirnulating certain comrnon situations used on the building site. The colurnns were instrumented with deflectorneters, in the central, lower quarter and extrerne sections, to rneasure their transverse displacernents and extrerne section rotations. Two of the longitudinal reinforcement bars were instrurnented with strain gages, at mid section of each colurnn, as well as the strengthening elements externally applied. During the experimental tests, transverse displacements, rotations, reinforcernent defonnations and rupture loads were rneasured for each elernent. Such results were cornpared to nurnerical results obtained by a computer prograrn based on the recornrnendations of the Brazilian Standard NBR 6118180 and were able to demonstrate the efficiency of the general rnethod proposed by the standard. Its was also demonstrated that such strengthening techniques are perfectly executable and present very acceptable results of rupture loads and transverse deflection when cornpared to those of the colurnns used as reference.
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Desempenho de reforços em pilares esbeltos de concreto armado : análise numérico-experimental / Numerical and experimental analysis on the performance of strengthened slender reinforced concrete columns

Zanato, Gustavo Andre January 1999 (has links)
Este trabalho apresenta um estudo sobre o comportamento de-pilares esbeltos reforçados submetidos a esforços de flexo-compressão normal. Inicialmente, foram moldados pilares de concreto armado para em uma etapa subseqüente serem reforçados. Desta forma, os pilares foram divididos em grupos de dois, sendo estudadas diversas técnicas de execução de reforços. Um grupo destes pilares, denominado de pilares testemunhos, foi ensaiado com suas dimensões originais, servindo portanto como elemento comparativo aos pilares reforçados. Dentre as técnicas recuperadoras analisadas, foram testados reforços com chapas de aço coladas com resina epóxi e parafusos auto-fixantes, com espaçamento de 21 cm e 38 cm; com chapa de aço colada com resina epóxi; com chapa de aço e parafusos auto-fixantes espaçados de 21 cm, procurando-se assim fazer diversas combinações e variações dos elementos reforçantes. Ainda, foram estudados reforços com perfis metálicos; com argamassa com adição de sílica ativa e com concreto convencibnai, simulando-se, para estes últimos, certas situações cotidianas de canteiros de obras. Os protótipos foram instrumentados nas seções central e do quarto inferior, e apoios inferior e superior, com deflectômetros, para serem determinados seus deslocamentos transversais e rotações dos aporos. 0s pilares confeccionados tiveram duas de suas barras de armadura longitudinal instrumentadas com extensômetros elétricos, na sua seção central, sendo também os elementos reforçantes instrumentados na mesma posição, para a medição das deformações que estes elementos sofreram quando ensaiados. A realização dos ensaios experimentais permitiu determinar, para cada peça, a sua carga de ruptura, deformações das armaduras e deslocamentos transversais, sendo estes resultados comparados com os numéricos, procedentes de programa computacional, baseado nas recomendações da norma brasileira NBR 6118180. Os resultados dos ensaios experimentais confrontados com os teóricos demonstraram a eficiência do método geral proposto pela norma supra citada. Demonstram, ainda, a viabilidade executiva das técnicas recuperadoras de capacidade portante, apresentando resultados de cargas de colapso e flechas plenamente satisfatórios, comparativamente aos pilares testemunhos, ensaiados como referência. / This work presents a study on the behaviour of strengthened slender colurnns, subrnitted to eccentric normal compression. A set of reinforced concret colurnns were casted and in a subsequent stage strengthened. The colurnns were divided in groups of two, for which different strengthening techniques were executed and are studied. One of such groups, denorninated as "reference colurnns", was tested with their original dirnensions, serving as comparative elements. The different strengthening techniques adopted were: strengthening with steel plates bonded with epoxy resin and parabolts, spaced of 21 and 38 cm; steel plates bonded with epoxy resin only and steel plates fixed with parabolts alone, spaced of 21 crn. Furthermore, rnetalic comer plate reinforcernents, mortar cornposed with addition of active silica and conventional concrete were also used, sirnulating certain comrnon situations used on the building site. The colurnns were instrumented with deflectorneters, in the central, lower quarter and extrerne sections, to rneasure their transverse displacernents and extrerne section rotations. Two of the longitudinal reinforcement bars were instrurnented with strain gages, at mid section of each colurnn, as well as the strengthening elements externally applied. During the experimental tests, transverse displacements, rotations, reinforcernent defonnations and rupture loads were rneasured for each elernent. Such results were cornpared to nurnerical results obtained by a computer prograrn based on the recornrnendations of the Brazilian Standard NBR 6118180 and were able to demonstrate the efficiency of the general rnethod proposed by the standard. Its was also demonstrated that such strengthening techniques are perfectly executable and present very acceptable results of rupture loads and transverse deflection when cornpared to those of the colurnns used as reference.
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Desempenho de reforços em pilares esbeltos de concreto armado : análise numérico-experimental / Numerical and experimental analysis on the performance of strengthened slender reinforced concrete columns

Zanato, Gustavo Andre January 1999 (has links)
Este trabalho apresenta um estudo sobre o comportamento de-pilares esbeltos reforçados submetidos a esforços de flexo-compressão normal. Inicialmente, foram moldados pilares de concreto armado para em uma etapa subseqüente serem reforçados. Desta forma, os pilares foram divididos em grupos de dois, sendo estudadas diversas técnicas de execução de reforços. Um grupo destes pilares, denominado de pilares testemunhos, foi ensaiado com suas dimensões originais, servindo portanto como elemento comparativo aos pilares reforçados. Dentre as técnicas recuperadoras analisadas, foram testados reforços com chapas de aço coladas com resina epóxi e parafusos auto-fixantes, com espaçamento de 21 cm e 38 cm; com chapa de aço colada com resina epóxi; com chapa de aço e parafusos auto-fixantes espaçados de 21 cm, procurando-se assim fazer diversas combinações e variações dos elementos reforçantes. Ainda, foram estudados reforços com perfis metálicos; com argamassa com adição de sílica ativa e com concreto convencibnai, simulando-se, para estes últimos, certas situações cotidianas de canteiros de obras. Os protótipos foram instrumentados nas seções central e do quarto inferior, e apoios inferior e superior, com deflectômetros, para serem determinados seus deslocamentos transversais e rotações dos aporos. 0s pilares confeccionados tiveram duas de suas barras de armadura longitudinal instrumentadas com extensômetros elétricos, na sua seção central, sendo também os elementos reforçantes instrumentados na mesma posição, para a medição das deformações que estes elementos sofreram quando ensaiados. A realização dos ensaios experimentais permitiu determinar, para cada peça, a sua carga de ruptura, deformações das armaduras e deslocamentos transversais, sendo estes resultados comparados com os numéricos, procedentes de programa computacional, baseado nas recomendações da norma brasileira NBR 6118180. Os resultados dos ensaios experimentais confrontados com os teóricos demonstraram a eficiência do método geral proposto pela norma supra citada. Demonstram, ainda, a viabilidade executiva das técnicas recuperadoras de capacidade portante, apresentando resultados de cargas de colapso e flechas plenamente satisfatórios, comparativamente aos pilares testemunhos, ensaiados como referência. / This work presents a study on the behaviour of strengthened slender colurnns, subrnitted to eccentric normal compression. A set of reinforced concret colurnns were casted and in a subsequent stage strengthened. The colurnns were divided in groups of two, for which different strengthening techniques were executed and are studied. One of such groups, denorninated as "reference colurnns", was tested with their original dirnensions, serving as comparative elements. The different strengthening techniques adopted were: strengthening with steel plates bonded with epoxy resin and parabolts, spaced of 21 and 38 cm; steel plates bonded with epoxy resin only and steel plates fixed with parabolts alone, spaced of 21 crn. Furthermore, rnetalic comer plate reinforcernents, mortar cornposed with addition of active silica and conventional concrete were also used, sirnulating certain comrnon situations used on the building site. The colurnns were instrumented with deflectorneters, in the central, lower quarter and extrerne sections, to rneasure their transverse displacernents and extrerne section rotations. Two of the longitudinal reinforcement bars were instrurnented with strain gages, at mid section of each colurnn, as well as the strengthening elements externally applied. During the experimental tests, transverse displacements, rotations, reinforcernent defonnations and rupture loads were rneasured for each elernent. Such results were cornpared to nurnerical results obtained by a computer prograrn based on the recornrnendations of the Brazilian Standard NBR 6118180 and were able to demonstrate the efficiency of the general rnethod proposed by the standard. Its was also demonstrated that such strengthening techniques are perfectly executable and present very acceptable results of rupture loads and transverse deflection when cornpared to those of the colurnns used as reference.
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Análise de pilares de concreto armado submetidos a flexo-compressão oblíqua

Campos Filho, Americo January 1982 (has links)
O objetivo deste trabalho é a análise não-linear de pilares de concreto armado com seção transversal e distribuição da armadura arbitrárias, variáveis ao longo do eixo, e com condições genéricas de apoio nas extremidades. A fluência e a retração do concreto são consideradas na análise. A solução é obtida através do método dos elementos finitos, com um modelo em deslocamentos, empregando um algoritmo que usa a rigidez tangente e um algoritmo que -u sa a rigidez secante. ~stãoi ncluidos exemplos de utili~~çãdoo método proposto. / The aim of this work is the nonlinear analysis of reinforced concrete pillars of arbitrary cross se-c tion and reinforcement distribution, variable along the axis, and with arbitrary boundary conditions. Creep and shrinkage of concrete are considered in the analysis. The solution is obtained by the finite element method, using a displacement model. Tangent and secant stiffness approaches are both used. Some examples o£ application of the proposed method are included.
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Dimensionamento de pilares esbeltos de concreto armado

Araujo, Jose Milton de January 1984 (has links)
O objetivo deste trabalho é o dimensionamento de pilares esbeltos de concreto armado, sob cargas de curta e longa duração, baseado numa análise realística das deformações do mesmo. Apresenta-se três algoritmos numéricos para a obtencão das relações momento fletor-esforço normal-curvatura de uma seção arbitrária de concreto armado, sob flexo-compressão normal. Inclue-se as deformações específicas de fluência e retração do concreto na análise, através de uma alteração nas referidas relações. Apresenta-se alguns critérios de normas, relativos ao dimensionamento de pilares esbeltos de concreto armado e uma comparação dos mesmos, entre si e com o algoritmo numérico desenvolvido. Considerações da NB-1/78 relativas ao projeto de pilares são analisadas, verificando o nivel da precisão obtida. Um procedimento simplificado para a inclusão da fluência do concreto no dimensionamento, proposto pelo CEB, é testado e uma solução para pilares de concreto armado com engastamento elástico simétrico é apresentada, para verificar o nível: do erro cometido ao se estender o conceito de comprimento de flambagem a pilares de concreto armado. Uma série de exemplos experimentais são apresentados, onde a solução numérica para o dimensionamento tem sua precisão verificada. Diversas tabelas foram desenvolvidas para o dimensionamento de pilares esbeltos com secão transversal retangular e armadura simétrica. Todo o estudo é restrito ao caso de flexo-compressão normal. / The object of this thesis is to dimension slender. RC columns under short-term and sustained loads, based an a realistic analysis of the strains present. Three numerical algorithms are presented to obtain the bending moment-normal force-curvature relations for an arbitrary RC section under normal bending-compression. Specific strains due to creep and shrinkage of the concrete are included in the analysis through an alteration in the above relations. Criterions for dimensioning slender RC columns are presented together with a comparison between themselves and with the numerical algorithm developed. The code of practice NB- 1/78 relative to the design of columns is analysed, verifying the degree of precision. A simplified proceedure for the inclusion of creep of concrete in the dimensioning, proposed by the CEB, is tested and a solution for RC columns with a symmetric elastic restraint is presented to verify the error committed on extending the concept of buckling length to RC columns. A series of experimental examples are presented where the numerical solution for the dimensions is verified. Several tabels were developed for dimensioning slender columns with rectangular section and symmetric reenforcment. The study is restricted to the case of normal bending-compression.
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Dimensionamento de pilares esbeltos de concreto armado

Araujo, Jose Milton de January 1984 (has links)
O objetivo deste trabalho é o dimensionamento de pilares esbeltos de concreto armado, sob cargas de curta e longa duração, baseado numa análise realística das deformações do mesmo. Apresenta-se três algoritmos numéricos para a obtencão das relações momento fletor-esforço normal-curvatura de uma seção arbitrária de concreto armado, sob flexo-compressão normal. Inclue-se as deformações específicas de fluência e retração do concreto na análise, através de uma alteração nas referidas relações. Apresenta-se alguns critérios de normas, relativos ao dimensionamento de pilares esbeltos de concreto armado e uma comparação dos mesmos, entre si e com o algoritmo numérico desenvolvido. Considerações da NB-1/78 relativas ao projeto de pilares são analisadas, verificando o nivel da precisão obtida. Um procedimento simplificado para a inclusão da fluência do concreto no dimensionamento, proposto pelo CEB, é testado e uma solução para pilares de concreto armado com engastamento elástico simétrico é apresentada, para verificar o nível: do erro cometido ao se estender o conceito de comprimento de flambagem a pilares de concreto armado. Uma série de exemplos experimentais são apresentados, onde a solução numérica para o dimensionamento tem sua precisão verificada. Diversas tabelas foram desenvolvidas para o dimensionamento de pilares esbeltos com secão transversal retangular e armadura simétrica. Todo o estudo é restrito ao caso de flexo-compressão normal. / The object of this thesis is to dimension slender. RC columns under short-term and sustained loads, based an a realistic analysis of the strains present. Three numerical algorithms are presented to obtain the bending moment-normal force-curvature relations for an arbitrary RC section under normal bending-compression. Specific strains due to creep and shrinkage of the concrete are included in the analysis through an alteration in the above relations. Criterions for dimensioning slender RC columns are presented together with a comparison between themselves and with the numerical algorithm developed. The code of practice NB- 1/78 relative to the design of columns is analysed, verifying the degree of precision. A simplified proceedure for the inclusion of creep of concrete in the dimensioning, proposed by the CEB, is tested and a solution for RC columns with a symmetric elastic restraint is presented to verify the error committed on extending the concept of buckling length to RC columns. A series of experimental examples are presented where the numerical solution for the dimensions is verified. Several tabels were developed for dimensioning slender columns with rectangular section and symmetric reenforcment. The study is restricted to the case of normal bending-compression.
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Análise de pilares de concreto armado submetidos a flexo-compressão oblíqua

Campos Filho, Americo January 1982 (has links)
O objetivo deste trabalho é a análise não-linear de pilares de concreto armado com seção transversal e distribuição da armadura arbitrárias, variáveis ao longo do eixo, e com condições genéricas de apoio nas extremidades. A fluência e a retração do concreto são consideradas na análise. A solução é obtida através do método dos elementos finitos, com um modelo em deslocamentos, empregando um algoritmo que usa a rigidez tangente e um algoritmo que -u sa a rigidez secante. ~stãoi ncluidos exemplos de utili~~çãdoo método proposto. / The aim of this work is the nonlinear analysis of reinforced concrete pillars of arbitrary cross se-c tion and reinforcement distribution, variable along the axis, and with arbitrary boundary conditions. Creep and shrinkage of concrete are considered in the analysis. The solution is obtained by the finite element method, using a displacement model. Tangent and secant stiffness approaches are both used. Some examples o£ application of the proposed method are included.
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Análise de pilares de concreto armado submetidos a flexo-compressão oblíqua

Campos Filho, Americo January 1982 (has links)
O objetivo deste trabalho é a análise não-linear de pilares de concreto armado com seção transversal e distribuição da armadura arbitrárias, variáveis ao longo do eixo, e com condições genéricas de apoio nas extremidades. A fluência e a retração do concreto são consideradas na análise. A solução é obtida através do método dos elementos finitos, com um modelo em deslocamentos, empregando um algoritmo que usa a rigidez tangente e um algoritmo que -u sa a rigidez secante. ~stãoi ncluidos exemplos de utili~~çãdoo método proposto. / The aim of this work is the nonlinear analysis of reinforced concrete pillars of arbitrary cross se-c tion and reinforcement distribution, variable along the axis, and with arbitrary boundary conditions. Creep and shrinkage of concrete are considered in the analysis. The solution is obtained by the finite element method, using a displacement model. Tangent and secant stiffness approaches are both used. Some examples o£ application of the proposed method are included.
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Dimensionamento de pilares esbeltos de concreto armado

Araujo, Jose Milton de January 1984 (has links)
O objetivo deste trabalho é o dimensionamento de pilares esbeltos de concreto armado, sob cargas de curta e longa duração, baseado numa análise realística das deformações do mesmo. Apresenta-se três algoritmos numéricos para a obtencão das relações momento fletor-esforço normal-curvatura de uma seção arbitrária de concreto armado, sob flexo-compressão normal. Inclue-se as deformações específicas de fluência e retração do concreto na análise, através de uma alteração nas referidas relações. Apresenta-se alguns critérios de normas, relativos ao dimensionamento de pilares esbeltos de concreto armado e uma comparação dos mesmos, entre si e com o algoritmo numérico desenvolvido. Considerações da NB-1/78 relativas ao projeto de pilares são analisadas, verificando o nivel da precisão obtida. Um procedimento simplificado para a inclusão da fluência do concreto no dimensionamento, proposto pelo CEB, é testado e uma solução para pilares de concreto armado com engastamento elástico simétrico é apresentada, para verificar o nível: do erro cometido ao se estender o conceito de comprimento de flambagem a pilares de concreto armado. Uma série de exemplos experimentais são apresentados, onde a solução numérica para o dimensionamento tem sua precisão verificada. Diversas tabelas foram desenvolvidas para o dimensionamento de pilares esbeltos com secão transversal retangular e armadura simétrica. Todo o estudo é restrito ao caso de flexo-compressão normal. / The object of this thesis is to dimension slender. RC columns under short-term and sustained loads, based an a realistic analysis of the strains present. Three numerical algorithms are presented to obtain the bending moment-normal force-curvature relations for an arbitrary RC section under normal bending-compression. Specific strains due to creep and shrinkage of the concrete are included in the analysis through an alteration in the above relations. Criterions for dimensioning slender RC columns are presented together with a comparison between themselves and with the numerical algorithm developed. The code of practice NB- 1/78 relative to the design of columns is analysed, verifying the degree of precision. A simplified proceedure for the inclusion of creep of concrete in the dimensioning, proposed by the CEB, is tested and a solution for RC columns with a symmetric elastic restraint is presented to verify the error committed on extending the concept of buckling length to RC columns. A series of experimental examples are presented where the numerical solution for the dimensions is verified. Several tabels were developed for dimensioning slender columns with rectangular section and symmetric reenforcment. The study is restricted to the case of normal bending-compression.
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Análise de pilares esbeltos de concreto armado confinados através do método dos elementos finitos

Seixas, Michelle Pontes January 2003 (has links)
o confinamento é uma técnica que tem sido cada vez mais aplicada no reforço e reabilitação de peças comprimidas de concreto, com o objetivo de aumentar sua capacidade resistente e recuperá-las de eventuais deteriorações. Este trabalho apresenta um modelo não-linear fisico e geométrico, baseado no Método dos Elementos Finitos, para a análise de pilares esbeltos de concreto armado, sob estado triplo de tensões. Neste estudo, são utilizados elementos finitos isoparamétricos tridimensionais para o concreto e um modelo incorporado de armadura. O comportamento do concreto é descrito por um modelo elasto-viscoplástico, que permite a análise da estrutura sob cargas de curta e longa duração. Para representação do concreto ao longo do tempo, utiliza-se um modelo de camadas superpostas. A fissuração do concreto é representada através de um modelo de fissuras distribuídas, onde se considera a contribuição do concreto entre fissuras. É admitida aderência perfeita entre os materiais. O aço é modelado como um material elastoplástico perfeito ou com endurecimento linear, e os materiais utilizados para confinamento, como os compósitos de fibras de carbono, são modelados como um caso particular do modelo elastoplástico definido para o aço. O modelo não-linear geométrico foi desenvolvido com base na formulação Lagrangeana Total. Consideram-se grandes deslocamentos e pequenas deformações. Os resultados obtidos através do modelo computacional são cOnITontados com resultados experimentais disponíveis na literatura, de modo a validar o modelo matemático e a metodologia numérica. Boa correlação é obtida entre os resultados numéricos e experimentais, que confirmam estudos prévios realizados por diversos autores, na medida em que são verificados significativos ganhos de resistência e/ou ductilidade em pilares comprimidos de concreto, devido ao confinamento.

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