Neste trabalho realiza-se um estudo diversificado e integrado do comportamento de estruturas pré-moldadas de concreto, por meio de ensaios experimentais e computacionais, sejam estáticos ou dinâmicos. Diferentes modelos físicos foram construídos, cada um possuindo uma particularidade estrutural (íntegro, com dano localizado, com dano generalizado e com vínculo pilar-viga semi-rígido). Investigou-se a condição real de vínculo e sua influência na alteração dos parâmetros modais (freqüências naturais, modos de vibração e fatores de amortecimento). Destaca-se a metodologia experimental dinâmica que avalia a rigidez da ligação pilar-fundação diretamente pelos sinais medidos, não apenas pela calibração do modelo numérico. As avaliações computacionais apresentadas neste trabalho empregam modelos de elementos finitos fundamentados na Teoria da Elasticidade e na Mecânica do Dano Contínuo, e os seus resultados são confrontados com os experimentais e com os obtidos por modelos analíticos. Demonstra-se uma boa correlação entre os diversos resultados, comprovando-se a viabilidade da utilização dos testes de vibração, não-destrutivos e precisos, para a determinação da rigidez das ligações, estimativa do dano provocado pela fissuração e alteração de condições estruturais diversas. Comprova-se também a eficiência e a generalidade dos modelos constitutivos de concreto de Mazars e La Borderie para a simulação de ações estáticas e dinâmicas, ressaltada a importância da correta definição das condições de contorno. / This is a comprehensive research, with multiple approaches, on the concrete pre-cast structures behavior through experimental tests and computational analysis, considering both static and dynamic cases. Four different physical models were built, each of them with specific characteristics: no damage, localized damage, generalized damage, and semi-rigid beam-column connection models. A study of their real connection condition and its influence on the modal parameters changes (natural frequencies, mode shapes and damping factors) is presented. It is important to note that the dynamic experimental method allows the direct evaluation of the column-foundation connection stiffness using the measured signals and not only by comparing the numerical model results. The computational evaluation presented in this work employs of the finite element models based on the Theory of Elasticity and on the Continuum Damage Mechanics. The results are compared with both experimental and analytical data. The good correlation among these various results proves the viability of vibration tests as a non-destructive and precise tool to determine the connection stiffness, to estimate the damage produced by cracking and to assess the influence of the structural variables changes. It is also proved the efficiency and the generality of Mazars and La Borderie constitutive concrete models to simulate the static and dynamic behavior when considered the correct definitions of the boundary conditions.

No presente trabalho, utiliza-se concreto com fibras de aço, traspasse de armaduras e chaves de cisalhamento para desenvolver uma ligação viga-pilar capaz de resistir a ações cíclicas e dinâmicas e que possa ser empregada na pré-moldagem de estruturas de casas de força de usinas hidrelétricas. Para atingir este objetivo, inicialmente foram realizados ensaios de caracterização dos materiais, cujos resultados mostraram aumentos de 34% na resistência à tração na flexão, 16% na resistência à compressão e 33% na tenacidade, comprovando os efeitos benéficos das fibras de aço nas propriedades mecânicas do concreto. Em seguida, foram realizados ensaios de tração em tirantes, cujos resultados sugeriram que um comprimento de 15Ø é suficiente para que a emenda desenvolva as tensões de aderência de modo adequado; e ensaios de cisalhamento, cujos resultados mostraram que a ligação viga-pilar resiste a tensões de cisalhamento direto de até 0,77 MPa. Na sequencia, foram realizados ensaios cíclicos em dois modelos cruciformes para caracterização da ligação (um monolítico e outro de concreto pré-moldado, o qual empregava concreto com 1% de fibras na região da ligação), sendo o carregamento aplicado em cinco níveis de força, cada um com dez ciclos de carregamento e descarregamento. Os resultados desses ensaios mostraram que a ligação do modelo em concreto pré-moldado apresentou 85% da resistência do modelo monolítico e ruptura governada por flexão. Por fim, os ensaios dinâmicos foram realizados nos modelos cruciformes em três diferentes situações (íntegros, fraturados e após ruptura da ligação) para estimar o coeficiente de amortecimento, o qual sofreu uma redução de 31% após o ensaio cíclico. Simulações computacionais foram realizadas para complementar a investigação realizada neste trabalho. Elas mostraram representação aceitável da rigidez, mas não da resistência do modelo. / In the present work, steel fiber reinforced concrete, splicing bars and shear keys are used in order to develop a beam-column connection able to support cyclic and dynamic loadings and which can be used in precasting power houses structures of power plants. To achieve this goal, tests were carried out to characterize the materials, which showed increases of 34% in flexural tensile strength, 16% in compressive strength and 33% in toughness factor, confirming the beneficial effects of steel fibers in mechanical properties of the concrete. Then, tensile tests were carried out on rods, whose results suggested that a length of 15Ø can assure appropriate development of bond stresses through the splice; and shear tests, whose results showed that the beam-column connection resists to shear stresses of up to 0,77 MPa on shear key. After, cyclic tests were performed in two cruciform models in order to characterize the beam-column connection (one monolithic and the other precast concrete, which employed 1% steel fiber reinforced concrete in connection region, being the loading applied in five loading levels, each one in 10 cycles of loading and unloading. Results of these tests showed that precast beam-column connection presented 85% of the strength presented by the monolithic model and bending failure. Finally, dynamic tests were performed in cruciform models in three different situations (uncracked, cracked and after failure) for estimating the damping ratio, which was reduced by 31% after cycles. Computer simulations were performed to complement the research developed in this work. They showed acceptable representation of stiffness, but the strength of the model.

O objetivo principal deste trabalho é apresentar um modelo de análise probabilística do comportamento ao longo do tempo de estruturas de concreto. Para isso, é realizada a análise probabilística em conjunto com análise numérica. A análise numérica é realizada através de um programa computacional, baseado no método dos elementos finitos, que considera o comportamento não-linear e dependente do tempo dos materiais, assim como o processo evolutivo da construção. Para determinar o efeito das incertezas dos parâmetros é realizada uma análise probabilística, utilizando o método de amostragem por hipercubo latino. O modelo apresentado pode ser aplicado para a análise probabilística do comportamento ao longo do tempo das estruturas de concreto em geral. No entanto, foi aplicado na análise das flechas diferidas de lajes pré-moldadas formadas por vigotas com armação treliçada. Com esta análise, pôde-se propor um coeficiente multiplicador das flechas imediatas para a avaliação das flechas diferidas no tempo. O coeficiente multiplicador obtido para as lajes pré-moldadas formadas por vigotas com armação treliçada pode alcançar valores muito superiores ao fator 'alfa'f recomendado pela NBR 6118 (2003) para o caso de vigas de concreto armado. / The goal of this research is to present a probabilistic analysis model of the long-term behavior of concrete structures. For that, the probabilistic analysis is carried out together with numerical analysis. The numerical analysis is carried out using a software based on the finite element method that takes into account the nonlinear and time dependent behavior of the materials, as well as the evolutionary construction process. A probabilistic analysis is carried out in order to determine the effects of the uncertainties of the parameters, using latin hypercube sampling method. The presented model can be applied in the probabilistic analysis of the long-term behavior of concrete structures in general. However, it was applied in the analysis of the long-term deflections of precast slabs made by joist with lattice reinforcement. By this analysis, a multiplier coefficient of immediate deflections to evaluate long-term deflections could be proposed. The multiplier coefficient obtained for precast slabs made by joist with lattice reinforcement can reach values much higher than the factor 'alfa'f recommended by NBR 6118 (2003) for the case of reinforced concrete beams.

Made available in DSpace on 2014-07-29T15:18:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 CAPITULO 1.pdf: 70697 bytes, checksum: eca18cc575d3c9b5fb2721a6347d7ad6 (MD5) Previous issue date: 2009-09-04 / The productive chain of the construction industry is responsible for many positive and negative impacts on the built environment. One of the negative impacts refers to the high amount of waste produced, which can be reduced through the industrialization of construction, that is, through the reduction of services at construction sites and transferring them to the factories. In this sense, the use of prefabricated structures may reduce the production of waste arising from the implementation phase of structures, such as molds and buttresses. However, if the production of the prefabricated elements in plants is not properly planned, the problems of waste production can be transferred from construction site for the industry environment. This fact was observed in some industries of artifacts and pre-molded concrete. The aim of this paper is to propose a methodology for solid waste management through the integration of the methodologies of environmental management system, cleaner production and suggestion already published of project management of construction waste envisaged by Resolution nº 307 Conama and applies this methodology in an industry artifacts and pre-cast concrete. For this, two processes of an industry of Goiânia were selected, which served as a pilot in the implementation of model solid waste management proposed. By implementing this model, it was possible to quantify the waste produced in the processes studied, as well as make significant improvements in its characterization, segregation, packaging, transportation and disposal through the implementation of opportunities for cleaner production highlighted. Moreover, mechanisms were created for the own employees were responsible for maintaining the proposed activities. As result of this study, a database about the chain of waste in the processes studied was produced, which can be used in future for the proposition of other opportunities for cleaner production in industry studied. Still, the methodology of waste management proposal can serve as a model for replication in other industries of artifacts and pre-cast concrete / A cadeia produtiva da indústria da construção é responsável por diversos impactos positivos e negativos no ambiente construído. Um dos impactos negativos se refere à elevada quantidade de resíduos gerados, os quais podem ser reduzidos por meio da industrialização da construção civil, isto é, por meio da redução dos serviços nos canteiros de obra e transferência dos mesmos para fábricas. Neste sentido, o emprego de estruturas pré-fabricadas pode reduzir a geração dos resíduos oriundos da fase de execução das estruturas, tais como as fôrmas e os escoramentos. Entretanto, se o processo de produção dos elementos pré-fabricados em fábricas não for devidamente planejado, pode-se transferir o problema da geração de resíduos do canteiro de obra para o ambiente da indústria, fato este observado em algumas indústrias de artefatos e pré-moldados de concreto. O objetivo deste trabalho é propor uma metodologia para a gestão de resíduos sólidos a partir da integração das metodologias do sistema de gestão ambiental, da produção mais limpa e das sugestões, já publicadas, de projetos de gerenciamento de resíduos de construção preconizados pela Resolução nº 307 do Conama e aplicar essa metodologia em uma indústria de artefatos e pré-moldados de concreto. Para isso, dois processos de uma indústria de Goiânia foram selecionados, os quais serviram como piloto na implantação do modelo de gestão de resíduos sólidos proposto. Com a implantação desse modelo, foi possível quantificar os resíduos gerados nos processos estudados, bem como realizar melhorias significativas na sua caracterização, segregação, acondicionamento, transporte e destinação final por meio da implantação de oportunidades de produção mais limpa evidenciadas. Além disso, foram criados mecanismos para que os próprios colaboradores se responsabilizassem pela manutenção das atividades propostas. Como resultado desse estudo, criou-se um banco de dados sobre a cadeia de resíduos nos processos estudados dentro da indústria, o qual poderá ser futuramente utilizado para a proposição de outras oportunidades de produção mais limpa na indústria estudada. Ainda, a metodologia de gestão de resíduos proposta pode servir de modelo para reaplicação em outras indústrias de artefatos e pré-moldados de concreto

Essa pesquisa apresenta um estudo a respeito de cálices de fundação com colarinho. O trabalho foi elaborado a partir de uma análise crítica e síntese de resultados de estudos experimentais e numéricos desenvolvidos na Escola de Engenharia de São Carlos - Universidade de São Paulo (EESC-USP) sobre a ligação pilar-fundação por meio de cálice para estruturas de concreto pré-moldado. Esses estudos englobam uma tese de doutorado e três dissertações de mestrado, em que foram abordadas diversas situações de projeto dessa ligação. A partir dos resultados dessas pesquisas são elaboradas recomendações para o projeto do cálice com interface lisa e rugosa e da base do pilar pré-moldado. Incluem-se ainda avaliação da situação de montagem e disposições construtivas gerais a respeito da ligação por meio de cálice. Mediante aplicações, são avaliadas as recomendações de projeto e simulados casos reais de emprego da ligação pilar-fundação por meio de cálice. Com base nesse estudo, as principais conclusões incorporadas às recomendações foram em relação: a) a posição de aplicação da resultante de pressão superior na parede frontal; b) ao comportamento das paredes transversais; c) a força normal com pequena excentricidade; d) a determinação da espessura mínima da parede do colarinho e; e) adaptação do modelo de comportamento da base do pilar pré-moldado com o modelo do cálice. Ao final, são elaborados exemplos de dimensionamento da ligação cálice de fundação com interface lisa e rugosa e da base do pilar pré-moldado, além de um roteiro simplificado com recomendações de projeto desses elementos. / This research presents a study about the socket base with pedestal walls. The paper was drawn from a review and synthesis of results of experimental and numerical studies carried out at the Engineering School of São Carlos University of São Paulo (EESC-USP) about the socket base connection by pedestal walls in precast concrete structures. These studies include a Phd thesis and three MSc dissertations, which addressed several situations of design of that kinf of connection. From the results, recommendations are drawn for the design of socket with smooth and rough interface and precast column base. Included also evaluated at the erection situation and constructive provisions regarding socket base. With some applications are analyzed the design recommendations and simulated real cases of use of column-base connection by socket. Based on this study, the main conclusions that were incorporated into the recommendations were about: a) local of application of the top pression resultant; b) behavior of transversal walls; c) normal force with small eccentricity; d) determination of the thickness of pedestal wall and; e) adaptation of column base model with the socket model. Finally, examples are drawn about socket foundation design with smooth and rough interface and of the precast column base, beyond simplified script with recommendations for the design of these elements.