O presente trabalho estuda a variação do diâmetro inicial e diâmetro final de um furo puncionado feito em uma chapa de aço ASTM A-36 com 12,7 mm de espessura. São propostas três geometrias diferentes de punção fabricados em aço AISI D2 e AISI S1 com diâmetro inicial 20 mm e final 22 mm. Os punções foram fabricados para realizarem o processo de puncionamento e brochamento com penetrações de avanço (asf) de 0,2 mm, 0,5 mm e 1 mm. O objetivo principal é reduzir a conicidade dos furos puncionados atualmente através do método convencional. As folgas entre punção e matriz (w) utilizadas foram de 3,1%, 7,8% e 15,7% da espessura da chapa de testes respectivamente. Para avaliação do desempenho de cada ferramenta, todos os furos puncionados foram medidos e tabelados. Entre os resultados encontrados, constatou-se que os punções com brochamento apresentam melhores valores que os convencionais em todos parâmetros analisados. As regiões de cisalhamento (Zc) e região de ruptura abrupta (Zr) também sofreram influência direta em função da geometria utilizada. / The present work studies the variation of the initial diameter and final diameter of a punched hole made in an ASTM A-36 steel sheet with 12.7 mm of thickness. Three different punches geometries are proposed and manufactured from AISI D2 and AISI S1 steel with initial diameter 20 mm and final diameter 22 mm. The punches were manufactured to carry out the punching and broaching process with feed penetrations (asf) of 0.2 mm, 0.5 mm and 1 mm. The main objective is to reduce the conicity of the punched holes currently through the conventional method. The clearance between punch and die (w) used were 3.1%, 7.8% and 15.7% of the thickness of the test plate respectively. To evaluate the performance of each tool, all punched holes were measured and tabulated. Among the results, it was observed that the punches with a broaching showed better values than the conventional ones in all analyzed parameters. The regions of shear (Zc) and region of abrupt rupture (Zr) also had a direct influence in function of the geometry used.

As demandas do mercado da construção civil têm exigido vãos cada vez maiores e ao mesmo tempo alturas cada vez menores das vigas. Isto tem levado muitos projetistas à adoção da solução do pavimento em laje lisa em concreto armado ou protendido. No entanto, a ausência das vigas torna possível a ruptura das lajes por puncionamento junto aos pilares. A norma NBR-6118:2014 prescreve as disposições para o projeto de lajes sob punção. O trabalho proposto teve como objetivo principal a análise da confiabilidade da ligação laje-pilar interno sob o efeito da punção em lajes que se apoiam diretamente sobre pilares de acordo com a NBR-6118:2014. Primeiramente, com o intuito de se entender melhor o fenômeno da punção, realizou-se uma breve revisão bibliográfica, identificando os principais parâmetros que influenciam na resistência da ligação, assim como os principais métodos de análise e trabalhos realizados na área. Em seguida, estudou-se o software de análise em elementos finitos ANSYS (Analysis Systems Incorporated), especificamente a ferramenta UPF (User Programmable Features), que foi utilizada para adoção de um modelo constitutivo para o concreto. Utilizando o software, foram modeladas lajes estudadas por outros autores, visando a validação do modelo numérico. Para o estudo da confiabilidade foi dimensionado um conjunto de lajes lisas seguindo as prescrições da NBR 6118:2014. A análise da confiabilidade foi realizada utilizando a ferramenta PDS (Probabilistic Design System), empregando o método de simulação numérica de Monte Carlo com amostragem por Latin Hypercube. Por fim, determinou-se o índice de confiabilidade em cada projeto e realizaram-se análises paramétricas com as variáveis adotadas no trabalho. Os resultados obtidos mostraram que as lajes lisas sem armadura de cisalhamento projetadas segundo a NBR 6118:2014 obtiveram, em sua maioria, índices de confiabilidade adequados. Porém, para as lajes lisas com armadura de cisalhamento, o índice de confiabilidade foi, em grande parte, menor que o índice de confiabilidade alvo adotado. / The demands of the construction market have required increasingly large spans while diminishing of the beam heights. This has led many designers to adopt the pavement solucion of reinforced or prestressed concrete flat slab. However, the absence of the beams makes it possible to slabs failure by punching shear. The Standard NBR-6118: 2014 prescribes the requirements for the design of slabs under punching. The aim of this work was to analyze the reliability of the internal slab-column intersection under punching in slabs supported directly on columns according to NBR-6118: 2014. Firstly, in order to better understand the punching phenomenon, a brief bibliographic review was carried out, identifying the main parameters that influence the connection strength, as well as the main methods of analysis and published in the area. Then, the finite element analysis software ANSYS (Analysis Systems Incorporated), specifically the UPF (User Programmable Features) tool, was used to adopt a concrete constitutive model. Using the software, slabs studied by other authors were modeled, aiming at the validation of the numerical model. For the reliability study, a set of flat slabs was designed following the requirements of NBR 6118: 2014. The reliability analysis was performed using the PDS (Probabilistic Design System) tool, using the Monte Carlo numerical simulation method with Latin Hypercube sampling. Finally, the reliability index was determined in each project and parametric analyzes were performed with the variables adopted in the study. The results from this study show that the flat slabs without shear reinforcement designed according to NBR Standarts obtained appropriate reliability index. However, for the flat slabs with shear reinforcement, the reliability index, in most cases, did not achieve the target reliability index.

As demandas do mercado da construção civil têm exigido vãos cada vez maiores e ao mesmo tempo alturas cada vez menores das vigas. Isto tem levado muitos projetistas à adoção da solução do pavimento em laje lisa em concreto armado ou protendido. No entanto, a ausência das vigas torna possível a ruptura das lajes por puncionamento junto aos pilares. A norma NBR-6118:2014 prescreve as disposições para o projeto de lajes sob punção. O trabalho proposto teve como objetivo principal a análise da confiabilidade da ligação laje-pilar interno sob o efeito da punção em lajes que se apoiam diretamente sobre pilares de acordo com a NBR-6118:2014. Primeiramente, com o intuito de se entender melhor o fenômeno da punção, realizou-se uma breve revisão bibliográfica, identificando os principais parâmetros que influenciam na resistência da ligação, assim como os principais métodos de análise e trabalhos realizados na área. Em seguida, estudou-se o software de análise em elementos finitos ANSYS (Analysis Systems Incorporated), especificamente a ferramenta UPF (User Programmable Features), que foi utilizada para adoção de um modelo constitutivo para o concreto. Utilizando o software, foram modeladas lajes estudadas por outros autores, visando a validação do modelo numérico. Para o estudo da confiabilidade foi dimensionado um conjunto de lajes lisas seguindo as prescrições da NBR 6118:2014. A análise da confiabilidade foi realizada utilizando a ferramenta PDS (Probabilistic Design System), empregando o método de simulação numérica de Monte Carlo com amostragem por Latin Hypercube. Por fim, determinou-se o índice de confiabilidade em cada projeto e realizaram-se análises paramétricas com as variáveis adotadas no trabalho. Os resultados obtidos mostraram que as lajes lisas sem armadura de cisalhamento projetadas segundo a NBR 6118:2014 obtiveram, em sua maioria, índices de confiabilidade adequados. Porém, para as lajes lisas com armadura de cisalhamento, o índice de confiabilidade foi, em grande parte, menor que o índice de confiabilidade alvo adotado. / The demands of the construction market have required increasingly large spans while diminishing of the beam heights. This has led many designers to adopt the pavement solucion of reinforced or prestressed concrete flat slab. However, the absence of the beams makes it possible to slabs failure by punching shear. The Standard NBR-6118: 2014 prescribes the requirements for the design of slabs under punching. The aim of this work was to analyze the reliability of the internal slab-column intersection under punching in slabs supported directly on columns according to NBR-6118: 2014. Firstly, in order to better understand the punching phenomenon, a brief bibliographic review was carried out, identifying the main parameters that influence the connection strength, as well as the main methods of analysis and published in the area. Then, the finite element analysis software ANSYS (Analysis Systems Incorporated), specifically the UPF (User Programmable Features) tool, was used to adopt a concrete constitutive model. Using the software, slabs studied by other authors were modeled, aiming at the validation of the numerical model. For the reliability study, a set of flat slabs was designed following the requirements of NBR 6118: 2014. The reliability analysis was performed using the PDS (Probabilistic Design System) tool, using the Monte Carlo numerical simulation method with Latin Hypercube sampling. Finally, the reliability index was determined in each project and parametric analyzes were performed with the variables adopted in the study. The results from this study show that the flat slabs without shear reinforcement designed according to NBR Standarts obtained appropriate reliability index. However, for the flat slabs with shear reinforcement, the reliability index, in most cases, did not achieve the target reliability index.

O presente trabalho estuda a variação do diâmetro inicial e diâmetro final de um furo puncionado feito em uma chapa de aço ASTM A-36 com 12,7 mm de espessura. São propostas três geometrias diferentes de punção fabricados em aço AISI D2 e AISI S1 com diâmetro inicial 20 mm e final 22 mm. Os punções foram fabricados para realizarem o processo de puncionamento e brochamento com penetrações de avanço (asf) de 0,2 mm, 0,5 mm e 1 mm. O objetivo principal é reduzir a conicidade dos furos puncionados atualmente através do método convencional. As folgas entre punção e matriz (w) utilizadas foram de 3,1%, 7,8% e 15,7% da espessura da chapa de testes respectivamente. Para avaliação do desempenho de cada ferramenta, todos os furos puncionados foram medidos e tabelados. Entre os resultados encontrados, constatou-se que os punções com brochamento apresentam melhores valores que os convencionais em todos parâmetros analisados. As regiões de cisalhamento (Zc) e região de ruptura abrupta (Zr) também sofreram influência direta em função da geometria utilizada. / The present work studies the variation of the initial diameter and final diameter of a punched hole made in an ASTM A-36 steel sheet with 12.7 mm of thickness. Three different punches geometries are proposed and manufactured from AISI D2 and AISI S1 steel with initial diameter 20 mm and final diameter 22 mm. The punches were manufactured to carry out the punching and broaching process with feed penetrations (asf) of 0.2 mm, 0.5 mm and 1 mm. The main objective is to reduce the conicity of the punched holes currently through the conventional method. The clearance between punch and die (w) used were 3.1%, 7.8% and 15.7% of the thickness of the test plate respectively. To evaluate the performance of each tool, all punched holes were measured and tabulated. Among the results, it was observed that the punches with a broaching showed better values than the conventional ones in all analyzed parameters. The regions of shear (Zc) and region of abrupt rupture (Zr) also had a direct influence in function of the geometry used.

As demandas do mercado da construção civil têm exigido vãos cada vez maiores e ao mesmo tempo alturas cada vez menores das vigas. Isto tem levado muitos projetistas à adoção da solução do pavimento em laje lisa em concreto armado ou protendido. No entanto, a ausência das vigas torna possível a ruptura das lajes por puncionamento junto aos pilares. A norma NBR-6118:2014 prescreve as disposições para o projeto de lajes sob punção. O trabalho proposto teve como objetivo principal a análise da confiabilidade da ligação laje-pilar interno sob o efeito da punção em lajes que se apoiam diretamente sobre pilares de acordo com a NBR-6118:2014. Primeiramente, com o intuito de se entender melhor o fenômeno da punção, realizou-se uma breve revisão bibliográfica, identificando os principais parâmetros que influenciam na resistência da ligação, assim como os principais métodos de análise e trabalhos realizados na área. Em seguida, estudou-se o software de análise em elementos finitos ANSYS (Analysis Systems Incorporated), especificamente a ferramenta UPF (User Programmable Features), que foi utilizada para adoção de um modelo constitutivo para o concreto. Utilizando o software, foram modeladas lajes estudadas por outros autores, visando a validação do modelo numérico. Para o estudo da confiabilidade foi dimensionado um conjunto de lajes lisas seguindo as prescrições da NBR 6118:2014. A análise da confiabilidade foi realizada utilizando a ferramenta PDS (Probabilistic Design System), empregando o método de simulação numérica de Monte Carlo com amostragem por Latin Hypercube. Por fim, determinou-se o índice de confiabilidade em cada projeto e realizaram-se análises paramétricas com as variáveis adotadas no trabalho. Os resultados obtidos mostraram que as lajes lisas sem armadura de cisalhamento projetadas segundo a NBR 6118:2014 obtiveram, em sua maioria, índices de confiabilidade adequados. Porém, para as lajes lisas com armadura de cisalhamento, o índice de confiabilidade foi, em grande parte, menor que o índice de confiabilidade alvo adotado. / The demands of the construction market have required increasingly large spans while diminishing of the beam heights. This has led many designers to adopt the pavement solucion of reinforced or prestressed concrete flat slab. However, the absence of the beams makes it possible to slabs failure by punching shear. The Standard NBR-6118: 2014 prescribes the requirements for the design of slabs under punching. The aim of this work was to analyze the reliability of the internal slab-column intersection under punching in slabs supported directly on columns according to NBR-6118: 2014. Firstly, in order to better understand the punching phenomenon, a brief bibliographic review was carried out, identifying the main parameters that influence the connection strength, as well as the main methods of analysis and published in the area. Then, the finite element analysis software ANSYS (Analysis Systems Incorporated), specifically the UPF (User Programmable Features) tool, was used to adopt a concrete constitutive model. Using the software, slabs studied by other authors were modeled, aiming at the validation of the numerical model. For the reliability study, a set of flat slabs was designed following the requirements of NBR 6118: 2014. The reliability analysis was performed using the PDS (Probabilistic Design System) tool, using the Monte Carlo numerical simulation method with Latin Hypercube sampling. Finally, the reliability index was determined in each project and parametric analyzes were performed with the variables adopted in the study. The results from this study show that the flat slabs without shear reinforcement designed according to NBR Standarts obtained appropriate reliability index. However, for the flat slabs with shear reinforcement, the reliability index, in most cases, did not achieve the target reliability index.

O presente trabalho estuda a variação do diâmetro inicial e diâmetro final de um furo puncionado feito em uma chapa de aço ASTM A-36 com 12,7 mm de espessura. São propostas três geometrias diferentes de punção fabricados em aço AISI D2 e AISI S1 com diâmetro inicial 20 mm e final 22 mm. Os punções foram fabricados para realizarem o processo de puncionamento e brochamento com penetrações de avanço (asf) de 0,2 mm, 0,5 mm e 1 mm. O objetivo principal é reduzir a conicidade dos furos puncionados atualmente através do método convencional. As folgas entre punção e matriz (w) utilizadas foram de 3,1%, 7,8% e 15,7% da espessura da chapa de testes respectivamente. Para avaliação do desempenho de cada ferramenta, todos os furos puncionados foram medidos e tabelados. Entre os resultados encontrados, constatou-se que os punções com brochamento apresentam melhores valores que os convencionais em todos parâmetros analisados. As regiões de cisalhamento (Zc) e região de ruptura abrupta (Zr) também sofreram influência direta em função da geometria utilizada. / The present work studies the variation of the initial diameter and final diameter of a punched hole made in an ASTM A-36 steel sheet with 12.7 mm of thickness. Three different punches geometries are proposed and manufactured from AISI D2 and AISI S1 steel with initial diameter 20 mm and final diameter 22 mm. The punches were manufactured to carry out the punching and broaching process with feed penetrations (asf) of 0.2 mm, 0.5 mm and 1 mm. The main objective is to reduce the conicity of the punched holes currently through the conventional method. The clearance between punch and die (w) used were 3.1%, 7.8% and 15.7% of the thickness of the test plate respectively. To evaluate the performance of each tool, all punched holes were measured and tabulated. Among the results, it was observed that the punches with a broaching showed better values than the conventional ones in all analyzed parameters. The regions of shear (Zc) and region of abrupt rupture (Zr) also had a direct influence in function of the geometry used.

Made available in DSpace on 2014-07-29T15:03:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 David Rosa Rodrigues.pdf: 6647846 bytes, checksum: 0949b9b9e50ce27a724b92ea2943c5d1 (MD5) Previous issue date: 2009-09-29 / This research presents the results of an experimental comparison between the types of shear reinforcement "stud rails" and "double headed studs" to combat the punching shear of a reinforced concrete flat slabs. It also presents a comparison of experimental results with those provided under the ACI 318/2005, CEB-FIP MC/1990, EUROCODE 2/2004 and NBR 6118:2003. The motivation was to investigate the efficiency of these shear reinforcement for the differences between them. It was tested six slabs of concrete to concentric load, with dimensions of 2400 mm x 2400 mm x 150 mm. It was concreted a column of section 500 mm x 200 mm to 850 mm total height next to the slab. The main variables were the type of shear reinforcement "stud rails" x "double headed studs, the "studs" diameter and the shear reinforcement area per layer. The slabs were tested until the failure. It was monitored the deflection, reinforcement deformation of bending and shear. All slabs failed by punching with internal surface rupture. The experimental results after being compared with the expected standard in each individual calculation showed conservative values. Slabs of Group 1 with "stud rails" presented failed loads greater than those in Group 2 with "double headed studs. Codes/standards 318/2005 ACI, CEB-FIP MC/1990, EUROCODE 2 / 2004 and NBR 6118:2003 safely predict the failed loads of all slabs. The base of the shear reinforcement type "stud rails" moving inside the column may have reduced the failed load of the slab L3. Shear reinforcement type stud rails it is easer of assembly and play than the type double headed studs . / Esta pesquisa apresenta os resultados de uma comparação experimental entre os tipos de armadura de cisalhamento stud rails e double headed studs para combate à punção em lajes cogumelo de concreto armado. Apresenta, também, uma comparação dos resultados experimentais com os previstos segundo o ACI 318/2005, CEB-FIP MC/1990, EUROCODE 2/2004 e a NBR 6118:2003. A motivação foi investigar a eficiência destas armaduras de cisalhamento a procura de diferenças entre elas. Foram ensaiadas seis lajes maciças de concreto armado à punção centrada, com dimensões 2400 mm x 2400 mm x 150 mm. Foi concretado junto à laje um pilar de seção 500 mm x 200 mm com altura total 850 mm. As principais variáveis foram o tipo de armadura de cisalhamento: stud rails x double headed studs , o diâmetro dos studs e a área de armadura de cisalhamento por camada. As lajes foram ensaiadas até a ruptura. Foram monitoradas as flechas, deformações da armadura de flexão e cisalhamento. Todas as lajes romperam por punção com superfície de ruptura interna. Os resultados experimentais após serem comparados com os esperados segundo cada norma de cálculo apresentaram valores conservadores. As lajes do Grupo 1 com stud rails apresentaram cargas de ruptura maiores que as do Grupo 2 com double headed studs . Os códigos/normas ACI 318/2005, CEB-FIP MC/1990, EUROCODE 2/2004 e a NBR 6118:2003 previram com segurança as cargas de ruptura de todas as lajes. A base da armadura de cisalhamento tipo stud rails avançando dentro do pilar pode ter reduzido a carga de ruptura da Laje L3. A armadura de cisalhamento tipo stud rails apresenta maior facilidade de montagem e execução que a tipo double headed studs .