O presente trabalho faz uma comparação entre resultados obtidos por um método prático e simplificado e o Método dos Elementos Finitos na determinação de esforços solicitantes em pontes celulares curvas em planta, submetidas à protensão. Na primeira parte, teórica, apresenta-se os conceitos fundamentais das vigas celulares curvas, mostrando-se principalmente as diferenças de seu comportamento em relação ao das vigas retas. Em seguida discute-se a protensão de peças de concreto com ênfase no seu efeito em vigas curvas. Finalmente, são apresentados os métodos a serem utilizados no cálculo, percorrendo as diversas situações de carregamento, mas sempre enfatizando o carregamento de protensão. Na segunda parte, prática, é elaborado um estudo comparativo, tomando-se como exemplo duas pontes rodoviárias em viga unicelular, sendo uma biapoiada e outra contínua, submetidas a protensão. Após a construção de modelos, tais vigas são processadas através de um programa comercial de elementos finitos. Alguns resultados são então comparados com aqueles obtidos através do método simplificado, elaborando-se assim observações práticas e que possam ser utilizadas nos projetos corriqueiros de engenharia. / This work compares the results from a practical and simplified method and the Finite Element Method to determinate section efforts in prestressed box-girder curved bridges. The first part, theoretical, introduces the basic principles of the cellular curved beams, showing the differences of its behavior comparing with straight beams. Next, prestressing of concrete members is discussed, emphasizing its effects in curved beams. Finally, calculation methods are presented, covering many loading situations, but always emphasizing the prestressing load. In the second part, practical, a comparative study is elaborated, taking two road unicellular bridges, one simply supported and another continuum, submitted to prestressing load. After models construction, such beams are calculated using a commercial software of Finite Element Method. Then, some results are compared with those calculated by simplified method, thus elaborating practical comments that can be used in the current designs of engineering.

Este trabalho tem como objetivo o estudo teórico e experimental de pontes protendidas de madeira para análise da perda de protensão com o tempo dos tabuleiros construídos com madeiras de espécies de reflorestamento. Portanto, foram realizadas análises de fluência da madeira quando submetida a tensões de compressão normal às suas fibras e de relaxação de conjuntos protendidos construídos com diferentes variáveis. Realizou-se, também, avaliações de tabuleiros em laboratório. Finalmente, os resultados foram sistematizados e incorporados a um programa computacional para o projeto e dimensionamento das pontes protendidas de madeira que automatizando o cálculo destas estruturas e servindo como um mecanismo de transferência do conhecimento. / The aim of this work is the theoretical and experimental studies of stress losses in stress-laminated timber bridges using reforestation species. For this purpose, creep in compression perpendicular to the grain and relaxation of stressed groups were analysed with different variables. The idea was to evaluate these structures using laboratory decks. Finally, the results were systematised and incorporated to design software. That procedure will allow an automatic and quick design of these structures and it serves as a transfer mechanism of the knowledge.

Neste trabalho é estudada uma variação do sistema estrutural de ponte de madeira com tabuleiro laminado protendido, em que a seção transversal é formada por vigas-T. As nervuras destas vigas são de madeira laminada colada e o tabuleiro de madeira serrada. São analisadas pontes da classe 30, com uma ou duas faixas de tráfego, dimensionando-se os elementos estruturais para diversas situações de projeto, e avaliando-se as influências das espécies e classes de resistência das madeiras e dos fatores geométricos (largura da nervura, altura do tabuleiro e espaçamento entre nervuras) na altura das nervuras. O procedimento de cálculo utilizado no dimensionamento das pontes de madeira formadas por vigas-T baseia-se no método WVU. Para o desenvolvimento deste trabalho, o método foi adaptado aos critérios da Associação Brasileira de Normas Técnicas, \"NBR 7188/84 - Cargas móveis em pontes rodoviárias e passarelas de pedestres\" e \"NBR 7190/97 - Projeto de estruturas de madeira\", e programado em software MATHCAD©. Os resultados obtidos indicam que não existe influência significativa na altura da nervura, ao se utilizar madeira da classe C 30 ou C 40 no tabuleiro, ou ao se variar a altura do tabuleiro de 15 até 25 cm. O modelo teórico é avaliado experimentalmente, por meio de modelo reduzido na escala geométrica de 1:5, obtendo-se boa concordância entre os valores experimentais e os teóricos. / In this work it is studied a variation of the structural system of timber bridge with transversely laminated deck, in which the transversal section is composed of T-beams. The stringers of those beams are made of glued laminated timber and the deck of sawed timber. Bridges of class 30 are analyzed, with one or two traffic lanes, where the structural elements are designed for different project situations, and evaluated the influences of specimens and wood classes and geometric factors (width of stringer, depth of deck and spacing of stringers) in the depth of stringers. The calculus procedure used in the design of the timber bridges composed of T-beams is based on the WVU Method. To the development of this work, the method was adapted to the criteria of the Brazilian standards \"NBR 7188/84 - Live Loads in Highway Bridges and Pedestrian Bridges\" and \"NBR 7190/97 - Project of Timber Structures\" and programmed in MATHCAD© software. The results obtained show that there is no significant influence in the depth of stringer, either by using wood class C 30 or C 40, or by varying the height of the deck from 15 to 25 cm. The theoretical model is evaluated experimentally, by means of a reduced model at 1:5 geometric scale, being obtained well agreement between experimental and theoretical values.

As pontes protendidas transversalmente de madeira vêm sendo pesquisadas no Brasil desde o ano 1995, com madeiras de reflorestamento e outros materiais nacionais. Os resultados mostram a viabilidade da utilização desse sistema na construção de pontes de madeira, sejam em vias rurais, urbanas e até mesmo em rodoviárias no país, a fim de viabilizar melhoras ao acesso onde se faz necessário, além de contribuição nos quesitos de segurança estrutural, em função do trafego. Este trabalho tem como objetivos os estudos teórico e experimental de pontes de madeiras protendidas transversalmente com cordoalhas engraxadas, focando, principalmente, a análise do desempenho da ponte e os estudos das influências da temperatura e da umidade no mecanismo de perda de protensão de tabuleiros laminados com madeiras. / Since 1995 Stress-Laminated Timber Bridge built with reforestation wood and other national materials have been researched in Brazil. The results show feasibility to use this system for build timber bridges, in rural and urban roads, and even in federal highways, in order to facilitate access improvements where needed, plus contribution as safe structural depending on the traffic. The aims of this paper is analyze of theoretical and experimental stress-laminated Timber Bridge with wire rope, focusing, mainly, bridges field performance and thermal response and moisture content as influence in stress relaxation in wood lumber slab.

As lajes lisas podem oferecer diversas vantagens quando comparadas ao sistema de lajes, vigas e pilares, sendo, em muitos casos, mais econômicas. O uso da protensão pode oferecer outras vantagens, tais como um melhor controle da fissuração e dos deslocamentos transversais da laje. Como a punção é um dos pontos fracos das lajes lisas protendidas, face à grande esbeltez destas lajes, apresentam-se resultados experimentais de ligações laje-pilar interno, com carregamento concêntrico, com e sem armadura de punção (conectores tipo-pino), com e sem protensão por pós-tração (cabos não aderentes). Os principais aspectos analisados foram as influências da armadura de punção e da protensão na resistência da ligação laje-pilar. Fez-se também uma análise envolvendo a previsão da resistência da ligação, dada por algumas normas e códigos. Observa-se que, de um modo aproximado, a armadura de punção eleva significativamente a resistência do modelo à punção, seja ele de concreto armado ou protendido. Observa-se ainda que, embora diminuindo a taxa de armadura dos modelos de concreto armado, para que se introduzissem as cordoalhas de protensão, os valores experimentais obtidos mostram que a presença da protensão aumentou a resistência da ligação. De um modo geral, a melhor norma que reflete o comportamento da ligação lajepilar é a Revisão da NB-1 (2000). Com relação aos modelos protendidos, o ACI poderia ter tido um bom desempenho, caso não houvesse uma restrição tão rígida com relação ao uso de armaduras de punção / The use of flat plates may offer some economical and aesthetic benefits when compared with other structural systems. The use of post-tensioned slabs may offer other advantages, as a better crack and deflection control and a thinner slab for the same span and load conditions. This work presents some experimental results and conclusions about the punching shear failure, as it is a critical problem for flat plate structures, post-tensioned or not. The main aspects analyzed are the influence of the shear reinforcement (studs) and of the post-tensioning with unbonded tendons on a slab – internal column connection strength. A comparison between experimental results and those given by some standards is presented. This comparison aims to verify if the codes accurately predict the punching shear strength of the connection. It can be noted that, in an specific comparison, the studs enhance the punching shear strength of the slab-column connection. In spite of the use of less flexural reinforcement in the post-tensioned models, the punching shear strength of the connection had a higher value when compared with the reinforced ones. This fact is due to the presence of the prestressed strands

O presente trabalho aborda a utilização da protensão não aderente em edifícios residenciais e comerciais de concreto, focando os aspectos referentes às soluções com protensão aderente e não aderente e em concreto armado, para o consumo de materiais, notadamente: concreto, fôrmas e armaduras. São considerados três diferentes sistemas estruturais, sendo estes: laje plana maciça apoiada sobre pilares; laje plana nervurada apoiada sobre pilares e laje nervurada apoiada em vigas faixa protendidas sobre pilares. São apresentados estudos destes casos com a utilização da ferramenta computacional de análise estrutural TQS, a qual é baseada na análise por grelha. São comparados os índices de consumo de materiais para os dois referidos sistemas de protensão, discutindo os limites de sua utilização. Como resultados, o estudo fornece conclusões satisfatórias para utilização da protensão, tanto aderente quanto não aderente, em relação ao concreto armado. Ainda, o sistema de protensão aderente mostrou-se ligeiramente mais econômico, do ponto de vista de consumo de materiais, porém, é um sistema com produtividade inferior às soluções com protensão não aderente, tornando esta última solução, a mais adotada no cotidiano dos escritórios de cálculo de engenharia civil dentre as citadas / The present work deals the use of the prestressed unbonded tendons in residential and commercial concrete buildings, pointing out aspects to the application with bonded and unbonded prestressing and reinforced concrete, regarding the consumption such as concrete, molds and reinforcing steel. Three different structural systems are considered: flat plate and columns; waffle slab and columns and waffle slab (non prestressed) in prestressed strip beams supported by columns. Case studies are presented with the use of the software of structural analysis TQS, which is based on the grillage analogy method. The consumption of materials is compared for the two referred prestressing systems, discussing the limits of their application. Based on the developed analyses, the study supplies satisfactory conclusions for use of the prestressing systems (bonded and unbonded), compared to reinforced concrete systems. With relation to the consumption of materials, the use of bonded tendons is a bit more cost effective, however, with smaller productivity than tendons with prestressed unbonded tendons, being the last one the more usual prestressing systems. Still, the system of prestressed bonded tendons was shown more economical, of the point of view of materials consumption, however, it is a system with inferior productivity to the solutions with prestressed unbonded tendons adopted in civil engineering offices nowadays

No contexto da modernização da construção civil, a aplicação de elementos estruturais de concreto pré-moldado nas construções oferece comprovados benefícios à estratégia de execução das obras, dentre os quais se destacam o atendimento a vãos relativamente grandes, rapidez de montagem, leveza e excelente qualidade dos elementos que compõem a estrutura. Tratando-se especialmente do comportamento dinâmico das estruturas de concreto, os elementos pré-moldados, por apresentarem diversas situações transitórias de solicitação, devem ser avaliados quanto aos efeitos dinâmicos decorrentes da sua produção, transporte, montagem, execução das ligações, finalização da obra e uso. Considerando, nesse contexto, que a protensão é um recurso frequentemente utilizado nos elementos, evidencia-se a necessidade de estudos sobre a sua influência nos parâmetros dinâmicos. Em particular, elementos pré-fabricados protendidos, tais como painéis tipo duplo-T e lajes alveolares, têm sido muito utilizados em pisos de edifícios, todavia e não raras vezes sem uma prévia análise dinâmica quanto à vibração e ao atendimento aos limites de vibração em serviço. O presente trabalho apresenta uma síntese dos procedimentos de cálculo e verificação indicados por normas técnicas do Brasil e do Exterior para a avaliação do conforto humano quanto a vibrações excessivas, assim como os métodos analíticos empregados na determinação da frequência natural de um elemento estrutural, seja ele protendido ou não. Efetuou-se um estudo comparativo dos resultados analíticos com os de uma simulação numérica de painéis duplo-T e lajes alveolares, feita com programa computacional ANSYS, baseado no Método dos Elementos Finitos, sendo eles discutidos quanto ao Estado Limite de Vibrações Excessivas (ELS-VE). Este trabalho apresenta também um estudo experimental sobre um modelo físico de viga de concreto protendido com cabos externos, com o objetivo de demonstrar a aplicação de técnicas de caracterização dos parâmetros dinâmicos e discutir eventuais soluções para o controle ou atenuação de vibrações excessivas. Essa viga foi também analisada numericamente com o programa computacional ANSYS e feita a comparação dos resultados experimentais e numéricos. Conclui-se que, do ponto de vista do ELS-VE, os painéis duplo-T e lajes alveolares particularmente analisados são passíveis de restrições a partir de certos vãos e que, sob determinadas condições ora discutidas, o emprego de tirantes externos, protendidos ou não, podem ser aplicados no controle de vibrações, seja por aumento da rigidez do sistema viga-tirante, seja pelo controle da fissuração do concreto. / In the context of construction modernization, the application of precast concrete elements offers a good and reliable alternative in the construction strategy, among them large spans, fast assembly, lightweightness and excellent structural members quality. Dealing about dynamic behavior of concrete structures, precast elements are subjected to several loading conditions, from their manufacturing, transport, assembly, connection and finally to service. Prestressing technique is often applied in precast elements, so the influence of prestressing forces on dynamic parameters must be considered. Precast prestressed concrete elements, such as double-T panels and hollow core slabs are commonly used in building floors, but not always a previous dynamic evaluation is accomplished, so vibration problems are likely to occur. This work presents a synthesis of design procedures as recommended by the brazilian and foreign codes regarding to human comfort under vibration conditions. Analytical methods allow the determination of natural frequency of structural elements, being them prestressed or not. Also typical double-T panels and hollow core slabs were analyzed by Finite Element Method (ANSYS software) and analytical and numerical results were compared. A discussion of the results about the Service Vibration Limit State is made. This work also presents an experimental study on a reinforced concrete beam provided with external prestressing tendons. The goal of this study was to demonstrate dynamic tests to characterize dynamic parameters and to discuss vibration control. The tested beam was also simulated on ANSYS to compare theoretical and experimental results. Some conclusions has been drawn, such as typical double-T panels and hollow core slabs may suffer restrictions above certain span dimensions. Also the application of external tendons, with or without prestressing forces may be applied to reduce vibration levels, either by increasing stiffness of the structure or controlling cracking of the concrete beam.

O objetivo deste trabalho é controlar a incidência de fissuras em fibrocimentos aplicando o conceito de materiais com gradação funcional através da protensão química gerada pela aplicação de silicato de sódio alcalino entre as camadas dos fibrocimentos. Atualmente é bastante comum os fibrocimentos apresentarem fissuras ao longo das bordas devido aos gradientes de umidade gerados durante a estocagem das pilhas de telhas no pátio das indústrias. O potencial da protensão química foi avaliado através da porosidade total, da quantificação das fases hidratadas, da retração por secagem e do desempenho mecânico. A aplicação de silicato de sódio alcalino no ligante CPII F provocou retração por secagem 1,5 vezes maior que a referência aos 91 dias. O módulo de ruptura (MOR) não sofreu alteração, mas o limite de proporcionalidade da matriz (LOP) aumentou em torno de 95%. O módulo de elasticidade dinâmico foi 13 % maior. O aumento da retração por secagem e o ganho de desempenho mecânico apontam o potencial da protensão química para o controle da fissuração em fibrocimentos produzidos pelo processo Hatschek. / The objective of this work is controlling the incidence of cracks in fiber cement, using the concept of functionally graded materials through the chemical prestressing, generated by application of alkaline sodium silicate among fiber cement layers. Currently, its very common the fiber cements present cracks along the edges due to moisture gradients, caused during storage of piles of tiles in the courtyard of the industry. The chemical prestressing potential was evaluated through of the total porosity, the quantification of hydrate phases, the drying shrinkage and the mechanical performance. The application of alkaline sodium silicate in the cement CPII F caused drying shrinkage 1,5 times greater than the reference to 91 days. The modulus of rupture (MOR) didnt suffer change, but the proportional limit of matrix (LOP) increased by around 95%. The dynamic modulus of elasticity was 13% higher. The increase of drying shrinkage and the mechanical performance gain indicate the chemical prestressing potential to control the cracking in fiber cement produced by the process Hatschek.

As patologias apresentadas por algumas estruturas e a necessidade de aumento da capacidade de carga de outras fizeram com que diversas técnicas fossem desenvolvidas para o reforço de vigas de concreto armado. Uma delas é a incorporação e protensão de cabos externos. O grande diferencial desta técnica quando comparada às demais é o seu caráter ativo. Ou seja, por meio da protensão é possível aplicar forças de forma a diminuir o nível de tensões atuantes sobre a estrutura. Neste trabalho, é apresentado um amplo estado-da-arte sobre este tipo de reforço. São descritas algumas obras realizadas com esta técnica e relatados e analisados alguns ensaios em vigas protendidas com cabos externos. Diversos métodos de cálculo de vigas protendidas com cabos não aderentes são apresentados. É mostrado, também, um procedimento para previsão da forma de ruína de vigas protendidas com cabos externos. Foi feito um estudo experimental, ensaiando-se 3 vigas de concreto armado reforçadas por meio da protensão de cordoalhas engraxadas. Os resultados dos ensaios são analisados e comparados com previsões teóricas feitas a partir dos métodos de cálculo estudados e com resultados de ensaios em vigas reforçadas com outras técnicas. Do estudo realizado, foi possível comprovar os benefícios da protensão não só no que se refere à resistência ao momento fletor, mas também ao esforço cortante. / Many techniques for concrete beams strengthening have been developed along the years. Among them, prestressing of external tendons, which presents a major difference when compared to the others: controlled forces can be applied to reduce undesirable stresses in the structure. This work presents a state-of-the-art review on this technique. Some methods proposed to estimate the flexural capacity of beams prestressed with unbonded tendons are reviewed. It is also shown a procedure to predict the failure mode of the beams. Three reinforced concrete beams were strengthened by prestressing of external strands and tested. Results are analyzed and compared with both theoretical predictions and other test results of beams strengthened by alternative techniques. From the research, the benefits of prestressing on improving the flexural capacity and the shear strength of reinforced concrete beams could be confirmed.

As patologias apresentadas por algumas estruturas e a necessidade de aumento da capacidade de carga de outras fizeram com que diversas técnicas fossem desenvolvidas para o reforço de vigas de concreto armado. Uma delas é a incorporação e protensão de cabos externos. O grande diferencial desta técnica quando comparada às demais é o seu caráter ativo. Ou seja, por meio da protensão é possível aplicar forças de forma a diminuir o nível de tensões atuantes sobre a estrutura. Neste trabalho, é apresentado um amplo estado-da-arte sobre este tipo de reforço. São descritas algumas obras realizadas com esta técnica e relatados e analisados alguns ensaios em vigas protendidas com cabos externos. Diversos métodos de cálculo de vigas protendidas com cabos não aderentes são apresentados. É mostrado, também, um procedimento para previsão da forma de ruína de vigas protendidas com cabos externos. Foi feito um estudo experimental, ensaiando-se 3 vigas de concreto armado reforçadas por meio da protensão de cordoalhas engraxadas. Os resultados dos ensaios são analisados e comparados com previsões teóricas feitas a partir dos métodos de cálculo estudados e com resultados de ensaios em vigas reforçadas com outras técnicas. Do estudo realizado, foi possível comprovar os benefícios da protensão não só no que se refere à resistência ao momento fletor, mas também ao esforço cortante. / Many techniques for concrete beams strengthening have been developed along the years. Among them, prestressing of external tendons, which presents a major difference when compared to the others: controlled forces can be applied to reduce undesirable stresses in the structure. This work presents a state-of-the-art review on this technique. Some methods proposed to estimate the flexural capacity of beams prestressed with unbonded tendons are reviewed. It is also shown a procedure to predict the failure mode of the beams. Three reinforced concrete beams were strengthened by prestressing of external strands and tested. Results are analyzed and compared with both theoretical predictions and other test results of beams strengthened by alternative techniques. From the research, the benefits of prestressing on improving the flexural capacity and the shear strength of reinforced concrete beams could be confirmed.