This thesis is the result of an exploration to develop an architectural series of modular units. It is my position that information regarding site and program are unnecessary when beginning an architectural project. This is clearly demonstrated through my process. In the beginning, these units were developed independently of any program or specific site information. After establishing a series of fundamental architectural ideas, they were used to address a specific program. / Master of Architecture

Thesis (MScEng)--Stellenbosch University, 2011. / ENGLISH ABSTRACT: A construction method that proves to be the best today will not necessarily be the best method for application in 20 years. Therefore, with changing circumstances, engineers have to consider all the options before selecting a specific method. Options that are weighed in this study are in-situ concrete construction and hybrid concrete construction. Hybrid concrete construction is the combination of in-situ and precast concrete in structures, with the purpose to exploit the advantages of each to its full potential. This construction method gained popularity in the United States and in Europe due to its distinctive benefits. However, the increase of its application in some countries (including South Africa) has been slow and possible reasons for this are investigated in this study. With the intention of improving the South African construction industry, a model is developed for decision making between hybrid concrete construction and insitu concrete construction. The main purpose of a larger research project is to assist project teams in the decision making between precast concrete and in-situ concrete in building construction projects. This decision making is not based on decision making models with mathematical output, since the decision of a construction method is influenced by many variables that may not all be quantifiable. Consequently, instead of prescribing a decision making method, the relevant information is to be provided for the decision maker. The aim of this study is to identify the relevant parameters and to set a framework for further in depth investigation by subsequent theses. A decision making process in any field normally involves having a list of advantages and disadvantages of the different options. Therefore this study includes the following managerial discussion topics: factors that influence hybrid concrete construction, as well as benefits, barriers and other aspects to consider, structural systems and elements, decision making methods and important factors that will be the basis of the decision making process. Traditionally the most important factors for decision making between construction methods were construction cost and duration, but more recently sustainability is becoming increasingly important. It is the civil duty of all parties involved in a project to foresee that most of the criteria of sustainability are met. Sustainability covers all the aspects of economic, social and environmental impacts. Furthermore quality is identified as an important aspect in the decision making process for a construction method. The comparison of precast and in-situ concrete construction is therefore discussed, considering all the abovementioned criteria and investigating possible quantification methods. This information, together with information from future studies, would then allow the project team to consider each aspect involved in the decision making process. / AFRIKAANSE OPSOMMING: Die beste konstruksiemetode vandag sal nie noodwendig die beste metode oor 20 jaar wees nie. Met veranderende omstandighede, moet ingenieurs altyd al die moontlike opsies oorweeg voordat ‘n spesifieke konstruksiemetode gekies word. Opsies wat in hierdie studie bestudeer word, is in-situ betonkonstruksie en hibriede betonkonstruksie. Hibriede betonkonstruksie is die kombinasie van in-situ en voorafvervaardigde beton elmente in strukture, ten einde die voordele van elke metode ten volle te benut. As gevolg van sy voordele, het hierdie konstruksiemetode al hoe meer gewild geraak in Amerika en Europa. Nietemin is die toename in die gebruik van hierdie metode in sommige lande (insluitend Suid-Afrika) traag en moontlike redes hiervoor word in hierdie studie ondersoek. Met die voorneme om die Suid- Afrikaanse konstruksie-industrie te bevorder, is ‘n model vir besluitneming tussen hibriede betonkonstruksie en in-situ betonkonstruksie ontwikkel. Die hoofdoel van ‘n groter navorsingsprojek is om projekspanne te help met die besluitneming tussen voorafvervaardigde en in-situ beton in konstruksieprojekte vir geboue. Hierdie besluitneming is nie gebaseer op besluitnemingsmodelle wat wiskundige resultate lewer nie, want die keuse van ‘n konstruksiemetode word deur te veel veranderlikes, wat nie altyd kwantifiseerbaar is nie, beïnvloed. Gevolglik word relevante inligting aan die besluitnemer verskaf, eerder as om ‘n gekwantifiseerde besluitnemingsmetode voor te skryf. Die doel van hierdie studie is om relevante aspekte te identifiseer en om ‘n raamwerk te skep vir verdere, in diepte studies van volgende tesisse. ‘n Besluitnemingsproses in enige veld word gewoonlik gebaseer op ‘n lys van voordele en nadele van die verskillende opsies. Daarom sluit hierdie studie die volgende bestuursaspekte in: faktore wat hibriede betonkonstruksie beïnvloed, asook voordele, beperkings en ander aspekte om te oorweeg, strukturele sisteme en –elemente, besluitnemingsmetodes en belangrike faktore wat die basis van die besluitnemingsproses sal wees. Tradisioneel was die belangrikste faktore vir besluitneming tussen konstruksiemetodes die koste en tydsduur daaraan verbonde, maar deesdae word volhoubaarheid al hoe meer belangrik geag. Dit is die plig van alle persone betrokke by ‘n projek om te sorg dat die projek aan so veel as moontlik van die kriteria van volhoubaarheid voldoen. Volhoubaarheid sluit al die aspekte van ekonomiese-, sosiale- en omgewingsimpakte in. Verder is kwaliteit ook geϊdentifiseer as ‘n belangrike aspek in die besluitnemingsproses van ‘n konstruksiemetode. Die vergelyking van voorafvervaardigde- en in-situ betonkonstruksie word dus bespreek met die oog op al die bogenoemde kriteria en, sover moonlik, word die kwantifisering van hierdie aspekte ondersoek. Met hierdie inligting en die inligting van toekomstige studies, kan die projekspan dan elke aspek in die besluitnemingsproses oorweeg.

O tema \"Industrialização das Construções\" está atrelado à ideia da busca constante por novas tecnologias e pelo oferecimento de edificações construídas com mais agilidade, menor custo e maior qualidade. O trabalho do arquiteto brasileiro João Filgueiras Lima pode ser tomado como um exemplo da experimentação industrial na construção. A presente dissertação tem por objetivo o estudo da industrialização das construções no contexto contemporâneo, investigando em que medida os avanços no setor de construção, o uso de equipamentos no canteiro e os fornecedores especializados de subsistemas construtivos permitem uma industrialização aberta sem a necessidade de grandes fabricas centralizadas. Foram utilizados como objetos do estudo de caso o Centro de Tecnologia da Rede Sarah em Salvador (BH), o Centro Internacional Sarah de Neurorreabilitação e Neurociências, localizado no Rio de Janeiro (RJ) e o Hospital Escola Municipal de São Carlos Professor Doutor Horácio Carlos Panepucci, em São Carlos (SP). O levantamento de dados contou com pesquisa bibliográfica sobre o tema \"Industrialização das Construções\" e coleta de evidências por meio de visitas às obras, além de entrevistas. A pesquisa investiga as diferenças existentes nos processos de construção dos dois exemplos hospitalares em questão. Esta pesquisa apresenta uma análise de dados quantitativa e através dela pode se concluir que, apesar das dificuldades pelas quais a obra do Hospital Escola passou, foi possível produzir uma obra industrializada sem a subordinação a uma fábrica centralizada. Como contribuições a área, esta pesquisa aborda os conceitos da Engenharia de Produção relacionados à industrialização das Construções. Além disso, o levantamento de dados expõe informações importantes sobre os objetos estudados, que podem ser interpretados de maneiras diferente por outros pesquisadores. As obras de João Filgueiras Lima são analisadas do ponto de vista do processo de produção. Esta pesquisa fornece possibilidades para que novos trabalhos sejam desenvolvidos no campo da industrialização das construções tendo como foco os hospitais produzidos pela Rede Sarah. / The Industrialization of Construction is related to the idea of constant search for new technologies and to a fast building construction, lower cost and higher quality. The João Filgueiras Lima\'s work can be considered as an example of industrial experimentation in construction. This work aims to study the industrialization of construction in the contemporary context, investigating how the construction sector advances; the use of equipment in the jobsite and specialized subsystems suppliers enables industrialization without the subordination to centralized factories. As a case study objects were used the Centro de Tecnologia da Rede Sarah, in Salvador (BH), the Centro Internacional Sarah de Neurorreabilitação e Neurociências, in Rio de Janeiro (RJ), and the Hospital Escola Municipal de São Carlos Professor Doutor Horácio Carlos Panepucci, in São Carlos (SP). The survey includes a literature research about \"Industrialization of Construction\" and evidence collect with visits to buildings, and interviews. This research investigates the differences in construction processes of the hospitals above. This research presents a quantitative data analysis and concludes that, despite the difficulties by the \"Hospital Escola Municipal de São Carlos Professor Doutor Horácio Carlos Panepucci\" construction, it is possible to do a industrialized work without the subordination to a centralized factory. To contribute to the area, this research shows the concepts of Production Engineering related to the industrialization of construction. Furthermore, the survey data exposes important information about the objects, which can have different interpretations by other researchers. The João Filgueiras Lima\'s work is analyzed from the production process point of view. This research provides opportunities for future works about industrialization of construction focusing on Sarah Network\'s hospitals.

O tema \"Industrialização das Construções\" está atrelado à ideia da busca constante por novas tecnologias e pelo oferecimento de edificações construídas com mais agilidade, menor custo e maior qualidade. O trabalho do arquiteto brasileiro João Filgueiras Lima pode ser tomado como um exemplo da experimentação industrial na construção. A presente dissertação tem por objetivo o estudo da industrialização das construções no contexto contemporâneo, investigando em que medida os avanços no setor de construção, o uso de equipamentos no canteiro e os fornecedores especializados de subsistemas construtivos permitem uma industrialização aberta sem a necessidade de grandes fabricas centralizadas. Foram utilizados como objetos do estudo de caso o Centro de Tecnologia da Rede Sarah em Salvador (BH), o Centro Internacional Sarah de Neurorreabilitação e Neurociências, localizado no Rio de Janeiro (RJ) e o Hospital Escola Municipal de São Carlos Professor Doutor Horácio Carlos Panepucci, em São Carlos (SP). O levantamento de dados contou com pesquisa bibliográfica sobre o tema \"Industrialização das Construções\" e coleta de evidências por meio de visitas às obras, além de entrevistas. A pesquisa investiga as diferenças existentes nos processos de construção dos dois exemplos hospitalares em questão. Esta pesquisa apresenta uma análise de dados quantitativa e através dela pode se concluir que, apesar das dificuldades pelas quais a obra do Hospital Escola passou, foi possível produzir uma obra industrializada sem a subordinação a uma fábrica centralizada. Como contribuições a área, esta pesquisa aborda os conceitos da Engenharia de Produção relacionados à industrialização das Construções. Além disso, o levantamento de dados expõe informações importantes sobre os objetos estudados, que podem ser interpretados de maneiras diferente por outros pesquisadores. As obras de João Filgueiras Lima são analisadas do ponto de vista do processo de produção. Esta pesquisa fornece possibilidades para que novos trabalhos sejam desenvolvidos no campo da industrialização das construções tendo como foco os hospitais produzidos pela Rede Sarah. / The Industrialization of Construction is related to the idea of constant search for new technologies and to a fast building construction, lower cost and higher quality. The João Filgueiras Lima\'s work can be considered as an example of industrial experimentation in construction. This work aims to study the industrialization of construction in the contemporary context, investigating how the construction sector advances; the use of equipment in the jobsite and specialized subsystems suppliers enables industrialization without the subordination to centralized factories. As a case study objects were used the Centro de Tecnologia da Rede Sarah, in Salvador (BH), the Centro Internacional Sarah de Neurorreabilitação e Neurociências, in Rio de Janeiro (RJ), and the Hospital Escola Municipal de São Carlos Professor Doutor Horácio Carlos Panepucci, in São Carlos (SP). The survey includes a literature research about \"Industrialization of Construction\" and evidence collect with visits to buildings, and interviews. This research investigates the differences in construction processes of the hospitals above. This research presents a quantitative data analysis and concludes that, despite the difficulties by the \"Hospital Escola Municipal de São Carlos Professor Doutor Horácio Carlos Panepucci\" construction, it is possible to do a industrialized work without the subordination to a centralized factory. To contribute to the area, this research shows the concepts of Production Engineering related to the industrialization of construction. Furthermore, the survey data exposes important information about the objects, which can have different interpretations by other researchers. The João Filgueiras Lima\'s work is analyzed from the production process point of view. This research provides opportunities for future works about industrialization of construction focusing on Sarah Network\'s hospitals.

A ceramic vortex finder (CVF) is the central pipe (gas outlet) of a gas cyclone, which is an important structural component within gas cyclone separation. Its main application is within high temperature processes, within the energy and cement industry where the atmosphere is highly abrasive and corrosive. The CVF has the purpose of inducing well-defined flow field resulting in optimal performance of the cyclone.  Ceramics and refractories are superior when it comes to high temperature stability, resistance against chemical attacks along with abrasion resistance. The aim for a longer lifetime of the CVF creates an importance of further investigation into factors influencing the strength of the material. Fracture toughness is an important parameter to focus on in the CVF application. This is because it’s known that fracture is the major cause of failure for brittle materials. This creates an interest into further investigation of the parameters influencing the casting process including water addition and porosity.  This project work aimed to investigate the impact of water addition on the CVF material. The focus was on identifying how much the casting process influenced the fracture toughness. The results showed that 4.5% water addition is the best amount to use for the CVF application. This water amount gave the minimum porosity with the highest fracture toughness. The water amount ensured a good flowability of the castable along with a curing time above 50 minutes, making it possible to cast in the production.

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.

O pó de forno elétrico a arco (FEA) é gerado durante a fusão de sucata ferrosa nos fornos elétricos a arco e coletado predominantemente através de filtros de mangas. Esta substância é listada como resíduo sólido perigoso de fonte específica, K061, conforme a Norma ABNT NBR 10004:2004. As maiores empresas siderúrgicas semi-integradas do mundo têm adotado para o tratamento de pó de FEA, fundamentalmente três rotas: a recuperação de zinco e chumbo, através de dois processos complementares, um piro-metalúrgico, o Wäelz kiln e outro hidro-metalúrgico, o processo de dupla lixiviação Óxido de Wäelz; a inertização através da blendagem com a cal, aditivos e água, de forma a alcançar o pH da mistura >11, o que garante que metais pesados como o chumbo, cádmio e o zinco, presentes no pó de forno elétrico, não possam se tornar solúveis, evitando consequentemente, a sua lixiviação e a disposição em aterros industriais de resíduos sólidos perigosos. Sob a perspectiva da sustentabilidade, deve ser considerada a rota da recuperação de zinco e chumbo, que para ser viável necessita reunir a geração de pó de FEA de varias plantas, o que para um país com dimensões continentais pode ser um fator de insucesso. Esse trabalho trata da reciclagem do pó de FEA através do processo de sinterização de um compósito constituído de pó de FEA aglomerado com coque, carepa e fluorita cerâmica em pelotas, aplicável a uma planta unitária. Como resultado deste processo foram obtidos dois coprodutos, o aglomerado pré-fundido, APF, com teor de óxido de ferro superior a 70%, objeto do processo de sinterização e o concentrado de zinco, com teor de óxido de zinco maior que 50%, resultante da volatilização deste metal durante o processo de sinterização e coletado através de filtro de mangas. Complementarmente foi extraído aproximadamente 90% dos óxidos de chumbo e cádmio contidos no pó de FEA inicial. A produção do APF ocorreu em escala experimental dividida em três fases, a primeira fase foi efetuada com oito formulações distintas e comprovou através de análises químicas de espectrometria por fluorescência de raios X e difratometria de raios X, a viabilidade técnica da utilização somente de resíduos sólidos industriais para fabricação do APF. A segunda fase, também com oito formulações, definidas conforme planejamento de experimentos com delineamento fatorial, teve como objetivo identificar os principais efeitos das interações entre os componentes do APF, para obtenção da mistura com formulação ótima. A terceira fase testou a intensidade das variáveis, coque e fluorita cerâmica, para a extração do zinco. As duas primeiras fases dos testes de produção em escala experimental foram realizadas em uma planta piloto de sinterização de fluxo descendente e a terceira fase em uma planta piloto de fluxo ascendente, ambas instaladas na usina ArcelorMittal Piracicaba. O APF, com a formulação ótima, foi produzido em escala industrial na planta de sinterização Metalflexi, também instalada na usina ArcelorMittal Piracicaba, e testado em alto-forno de pequeno porte. O concentrado de zinco foi caracterizado quimicamente para se avaliar o uso em segmentos industriais que utilizem este elemento. / The electric arc furnace (EAF) dust is generated during melting of steel scrap in electric arc furnaces and collected mainly through bag filters. The EAF dust is listed as hazardous waste from specific source, K061, according to ABNT 10004:2004. The major semi-integrated steel companies in the world have adopted for the treatment of EAF dust, basically three routes: the recovery of zinc and lead, through two complementary processes, a pyro-metallurgy, Waelz kiln and other hydro-metallurgical the leaching process of double oxide Waelz; the blanketing by blending with lime, water and additives in order to achieve the pH of the mixture>11, which ensures that heavy metals like lead, cadmium and zinc, present in furnace residue, can not become soluble, thereby avoiding the leaching and disposal in landfills of hazardous waste. This work suggests recycling of the EAF dust by sintering of a composite consisting of EAF dust agglomerate to coke particles (carbon source), mill scale (iron source) and ceramic fluorite (adictive agent used like fluxant) into pellets, a process known as sintering. As a result of the process is expected to obtain two by-products, the pre-cast agglomerated, PCA, with iron oxide content exceeding 70%, object of the process of sintering and zinc dust, containing more than 50% zinc oxide resulting from volatilization of this metal during the sintering process and collected by bag filter. Addition is expected to extract approximately 90% of lead and cadmium oxide contained in the initial EAF dust. The production of the PCA occurred in experimental scale divided into three stages, the first stage was performed with eight different formulations and checked by chemical analysis by X-ray fluorescence spectrometer and X-ray diffraction, the technical viability of using only solid waste industrial manufacturing PCA. The second phase, also with eight formulations, defined as planning experiments with factorial design, was tested the main effects and the double and triple interactions between the components of the PCA, to obtain the optimal formulation. The third phase was checked the intensity of the variables, coke fluorite ceramics, for removing zinc of PCA. The first two stages of the production tests were carried out on a pilot scale in a pilot plant sintering downstream and the third phase in a pilot plant xii upstream, both installed in the plant ArcelorMittal Piracicaba. The PCA, with the optimal formulation was produced on an industrial scale in the sinter plant Metalflexi also installed at the plant ArcelorMittal Piracicaba, and tested in small blast furnace. The zinc dust was characterized chemically for application in industries that use this element.

Relatos da observação do comportamento de obras de engenharia em escala natural, especialmente no caso de edifícios apoiados em fundações profundas, são pouco freqüentes em nossa literatura, embora estimulados por vários autores e pela Norma Brasileira de Projeto e Execução de Fundações. Este trabalho apresenta resultados de medidas de carga e recalque em 20 pilares contíguos de uma estrutura em concreto armado pré-moldada, apoiada em fundações do tipo estaca cravada. Os recalques foram medidos por meio de nivelamento ótico de precisão, tendo sido determinado valores máximos variáveis entre 1,1 e 4,3 mm. Foram observados deslocamentos sob carga constante, fluência da fundação, com taxa variável entre 0,8 e 3,2 mm/log t. As solicitações normais nos pilares foram avaliadas indiretamente por meio da variação de seu comprimento, utilizando-se um extensômetro mecânico removível. Apresenta-se a metodologia para interpretação das medidas efetuadas pelo extensômetro mecânico, levando em conta as variações dos fatores ambientais e a reologia do concreto, a qual conduz a uma boa concordância entre os valores medidos e os fornecidos pelo cálculo estrutural. Os dados coletados são retroanalisados sob o enfoque da interação solo estrutura pela modelagem da superestrutura por meio de pórtico espacial apoiado em molas representativas das fundações por estacas. No cálculo das molas foi utilizada a integração numérica da solução de Mindlin para a modelagem do efeito de grupo do sistema formado pelas estacas e o maciço de solo. Verificou-se que a elevada variabilidade dos solos da formação geológica do local foi refletida no comportamento da obra, como mostra o resultado da retroanálise efetuada. Conclui-se que as variabilidades da formação geotécnica devem ser consideradas para que previsões de comportamento sejam mais realistas / Although encouraged by several authors and by the Brazilian Foundation Code, reports of actual column loads measurement in natural scale are not frequent in our technical literature, especially in the case of buildings supported by deep foundations. Results of load and settlement measurements at 20 contiguous columns of a structure built in pre-cast reinforced concrete and supported by driven piles are presented. Settlements were measured by means of optical level and a range of values between 1.1 to 4.3 mm were observed. Settlement under constant load were observed under variable creep rates from 0.8 to 3.2 mm/log t. Loads over columns were indirectly evaluated through column length variation, using a demountable mechanical extensometer. The methodology for interpretation of measurements made with the mechanical extensometer is described, considering corrections due to the variation of environmental conditions and to the concrete’s rheology; this methodology leads to a good agreement between measured values and those supplied by conventional structural design. The collected data is back analysed taking into account the soil structure interaction. The superstructure was modelled as a spatial frame supported by springs with the same rigidity of the pile foundation element. The equivalent spring parameter for each column support has considered the settlement group effect for all piles embedded in soil, using the numerical integration of Mindlin's equations. Results of this back analysis show a high variability, reflecting the high degree of variability of local subsoil conditions. Therefore, one can conclude that predictions, in order to be reliable, must consider these soil variations

Relatos da observação do comportamento de obras de engenharia em escala natural, especialmente no caso de edifícios apoiados em fundações profundas, são pouco freqüentes em nossa literatura, embora estimulados por vários autores e pela Norma Brasileira de Projeto e Execução de Fundações. Este trabalho apresenta resultados de medidas de carga e recalque em 20 pilares contíguos de uma estrutura em concreto armado pré-moldada, apoiada em fundações do tipo estaca cravada. Os recalques foram medidos por meio de nivelamento ótico de precisão, tendo sido determinado valores máximos variáveis entre 1,1 e 4,3 mm. Foram observados deslocamentos sob carga constante, fluência da fundação, com taxa variável entre 0,8 e 3,2 mm/log t. As solicitações normais nos pilares foram avaliadas indiretamente por meio da variação de seu comprimento, utilizando-se um extensômetro mecânico removível. Apresenta-se a metodologia para interpretação das medidas efetuadas pelo extensômetro mecânico, levando em conta as variações dos fatores ambientais e a reologia do concreto, a qual conduz a uma boa concordância entre os valores medidos e os fornecidos pelo cálculo estrutural. Os dados coletados são retroanalisados sob o enfoque da interação solo estrutura pela modelagem da superestrutura por meio de pórtico espacial apoiado em molas representativas das fundações por estacas. No cálculo das molas foi utilizada a integração numérica da solução de Mindlin para a modelagem do efeito de grupo do sistema formado pelas estacas e o maciço de solo. Verificou-se que a elevada variabilidade dos solos da formação geológica do local foi refletida no comportamento da obra, como mostra o resultado da retroanálise efetuada. Conclui-se que as variabilidades da formação geotécnica devem ser consideradas para que previsões de comportamento sejam mais realistas / Although encouraged by several authors and by the Brazilian Foundation Code, reports of actual column loads measurement in natural scale are not frequent in our technical literature, especially in the case of buildings supported by deep foundations. Results of load and settlement measurements at 20 contiguous columns of a structure built in pre-cast reinforced concrete and supported by driven piles are presented. Settlements were measured by means of optical level and a range of values between 1.1 to 4.3 mm were observed. Settlement under constant load were observed under variable creep rates from 0.8 to 3.2 mm/log t. Loads over columns were indirectly evaluated through column length variation, using a demountable mechanical extensometer. The methodology for interpretation of measurements made with the mechanical extensometer is described, considering corrections due to the variation of environmental conditions and to the concrete’s rheology; this methodology leads to a good agreement between measured values and those supplied by conventional structural design. The collected data is back analysed taking into account the soil structure interaction. The superstructure was modelled as a spatial frame supported by springs with the same rigidity of the pile foundation element. The equivalent spring parameter for each column support has considered the settlement group effect for all piles embedded in soil, using the numerical integration of Mindlin's equations. Results of this back analysis show a high variability, reflecting the high degree of variability of local subsoil conditions. Therefore, one can conclude that predictions, in order to be reliable, must consider these soil variations

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:09:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissMCF.pdf: 5555866 bytes, checksum: 149f622dfa87bd0ca10ddd24bfe7b9c5 (MD5) Previous issue date: 2003-12-12 / Financiadora de Estudos e Projetos / This work presents design and executive procedures for pre-cast slabs with unidirectional ribs, which are one of the most used construction elements for small buildings in the country, discussing aspects related to constructive details and both to limit state and service limit design procedures. Many construction details are discussed, such as choice of adequate concrete strength, placement, consolidation and cure of concrete, materials quality assurance tests, formwork, minimum distance between supports to different kinds of joists, camber details and others. Regarding the design procedure, there is study about the consideration of cracking and creep in the deflections service state design and also about shear and flexure reinforcement limit state design. Considerations related to panel continuity and walls directly supported by the slab were taken into account. Special care was taken during the work in other to try to suit design theories to construction techniques already known and used in large scale. Recommendations included in the new concrete code NBR 6118 (2003) were also analyzed. The tests presented were performed mainly by Grupo de Estudos de Sistemas Estruturais em Concreto da UFSCar in which the author belongs in, including a series of tests to measure deflections in pre-cast slab taking in account the creep and cracking phenomena. / Neste trabalho é apresentada toda a metodologia para o projeto e a execução de lajes pré-moldadas com nervuras unidirecionais, que são um dos elementos construtivos mais utilizados em edificações de pequeno porte no país, abordando temas relacionados desde detalhes construtivos assim como o cálculo no estado limite de deformação excessiva. São discutidos detalhes construtivos como a escolha do concreto com resistência adequada, técnicas de cura e adensamento, ensaios necessários no canteiro, lançamento do concreto, cuidados na confecção de formas, distancia mínima entre escoras para diferentes tipos de vigotas, utilização de contra flecha. Em relação ao dimensionamento tem-se a consideração da fissuração e da fluência no estado limite de deformação excessiva e estado limite ultimo de flexão e cisalhamento. São feitas ainda considerações a respeito da continuidade, paredes apoiadas diretamente sobre a laje. Preocupou-se em adequar todas as teorias de cálculo e técnicas já conhecidas e empregadas em larga escala. Estão incluídas neste trabalho as especificações normativas referentes à NBR 6118/03 que acaba de entrar em vigor. Os resultados apresentados foram realizados, em sua maioria, pelo Grupo de Estudo de Sistemas Estruturais em Concreto da UFSCar do qual faz parte o autor dessa dissertação e envolveram uma serie de experimentos relacionados à deformação de lajes pré-moldados considerando os fenômenos de fluência e fissuração do concreto.