Cette contribution, en s’appuyant sur expérimentation et modélisation numérique vise à une meilleure compréhension du comportement des dalles en béton armé sous sollicitations de cisaillement. Une campagne expérimentale a été réalisée sur des dalles épaisses à pleine échelle de centrales nucléaires. Ces dalles sans armatures d’effort tranchant sont soumises à une sollicitation de cisaillement en chargement quasi-statique. Les essais sont réalisés en faisant varier différents paramètres qui peuvent influencer le comportement au cisaillement. Sont ainsi étudiés : résistance en compression du béton, épaisseur, taux d’armatures longitudinales et transversales, taille des granulats, longueur de la plaque de chargement. L’influence des efforts de membrane, de compression ou de traction, sur le comportement au cisaillement a également été analysée. Les résultats des essais sont ensuite comparés aux prédictions des codes de calcul. Ces résultats ont d’abord permis d’apporter une réponse aux divergences qui existent entre l’Eurocode 2 et l’Annexe Nationale Française quant à la prédiction du cisaillement. Ont également été évalués le niveau de précision donné par d’autres normes de dimensionnement au cisaillement: la norme américaine ACI 318-14, le code nucléaire AFCEN ETC-C 2010, le fib-Model Code 2010 et l’approche par la théorie de la fissure critique de cisaillement CSCT. Ensuite est évalué la possibilité d’analyses non-linéaire par élément finis (EF) pour reproduire le phénomène du cisaillement dans les dalles. Un modèle de béton élastoplastique avec endommagement est combiné à une analyse quasi-statique à schéma de résolution explicite. Des lois de comportement non linéaires appropriées du béton avec des comportements post-pic associés à un critère énergétique ont été considérées. La bonne concordance entre le modèle proposé et les résultats expérimentaux en termes de résistance au cisaillement et de modes de rupture permet de valider la modélisation proposée. Une étude paramétrique a été réalisée sur la base du modèle proposé avec les mêmes propriétés mécaniques de béton. Des lois simplifiées permettant d’estimer les capacités en cisaillement en fonction des différents paramètres étudiés sont finalement proposées. / This study, based on experiments and numerical modeling, aims at a better understanding of the shear behavior of reinforced concrete slabs. An experimental campaign was carried out on full-scale thick slabs typical of nuclear power plant slabs. These slabs without shear reinforcement are subjected to a quasi-static shear loading. The tests are carried out by varying different parameters that can influence the shear behavior: the concrete compressive strength, the slab depth, the bottom longitudinal and transverse reinforcement ratio, the concrete aggregate size, the loading plate length. The influence on shear behavior of compression or tension membrane forces has also been analyzed. The results of tests are then compared with the predictions of the calculation codes. These results first of all helped to answer the differences between the Eurocode 2 and the French National Annex concerning the prediction of the shear capacity of reinforced concrete slabs. The level of accuracy given by other shear dimensioning standards was also assessed: The American standard ACI 318-14, the AFCEN ETC-C 2010 code used for nuclear buildings, the fib-Model 2010 and the Critical Shear Crack Theory. Next, we evaluate the possibilities of a non-linear finite element analysis (EF) to reproduce the phenomenon of shear in slabs. An elastoplastic concrete model with damage was used and combined with a quasi-static analysis using an explicit resolution scheme. Appropriate nonlinear behavior laws of concrete with post-peak behaviors associated with an energy criterion were considered. The good agreement between the proposed model and the experimental results in terms of shear strength and failure modes allowed validating the proposed modeling. A parametric study was conducted based on the numerical proposed model with the same mechanical properties of concrete. Simplified laws allowing estimating the shear capacities according to the different parameters studied are proposed.

[pt] O presente trabalho desenvolve um novo modelo para um problema logístico de remanejamento de placas entre pilhas em um Pátio de Placas de uma Laminação, típico da indústria siderúrgica. Esta abordagem inclui uma nova característica que indica o destino das placas remanejadas. Uma nova metodologia de decisão altera sensivelmente o escopo do problema e traz um novo conceito: o balanço entre a escolha ótima das placas e o possível destino das placas remanejadas, ou seja, deve-se pesar a escolha da placa a ser laminada juntamente com a possibilidade de um bom remanejamento das placas que estão acima da mesma. Esse modelo não linear é linearizado por técnicas de linearização e resolvido através de programação linear inteira. Com isso, o estudo apresenta uma redução no tempo médio de manuseio de placas (TMM) de 5 minutos por placa laminada encontrado na literatura existente, para menos de 4 minutos. Finalmente o modelo proposto incentiva a construção de uma ferramenta de gestão que possa resolver o problema SSS em situações práticas do dia-a-dia através de redução de custo de operação como forma de viabilizar o investimento nesta ferramenta. / [en] This work develops a new model for a typical logistic problem in the steel industry known as slab stack shuffling problem inside a Slab Yard of a Rolling Mill. This new approach includes a new feature that indicates the destination stacks of shuffled slabs. A new decision methodology changes significantly thescope of the problem and introduces a new concept: the balance between optimal choice of the rolled slabs and possible destinations for shuffled slabs which means it must weigh the choice of the slab to be rolled engaged with a low cost shuffle operation for the slabs that are above the chosen slab. This nonlinear model is linearized through specific modeling techniques and solved by integer linear programming. Thus, this work shows a reduction in average handling time (TMM) from 5 minutes per rolled slab found in the literature, to less than 4 minutes. Finally, the proposed model encourages the construction of a management tool that can solve the SSS problem in practical daily situations through operating costs reduction as a payback of investment in this tool.

Fundação Carlos Chagas Filho de Amparo a Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro / Um método numérico espectronodal (END) livre de erros de truncamento espacial é desenvolvido para problemas unidimensionais de difusão de nêutrons monoenergéticos em duas versões. Na versão de problemas de autovalor, o método gera soluções numéricas para o perfil do fluxo escalar e para o fator de multiplicação efetivo (k), que coincidem com a solução analítica dominante, afora os erros da aritmética finita computacional. Na versão de fonte fxa, o método também gera soluções numéricas analíticas para o problema de fonte fixa correspondente, onde a fonte de fissão, com dependência espacial, é obtida analiticamente, a partir da reconstrução espacial do fluxo escalar gerado pelo método END para problemas de autovalor. Alguns experimentos numéricos são apresentados para dois problemas modelos a fim de ilustrar a precisão do método.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:09:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 1616.pdf: 4035803 bytes, checksum: 02081aa2752efe82918a70652eda7c2e (MD5) Previous issue date: 2007-08-24 / This present work covers possible manners of evaluating steel concrete frames designed for multiple flooring buildings as far as instability and necessity of second order efforts are concerned. Starting from single floor projects with simple flat slab frame, models with different numbers of floors are considered. The models do not use large rigidity elements such as staircases and lift shafts. The modeling used in this piece adopts simplified criteria for vertical action dimensioning, forming frames with flat slab layers taken as low height beams. These models are evaluated. Based on the results, the work analyzes the application validity of criteria to dismiss consideration of the NBR6118:2003 code presented second order global effort, and compares this against the P-∆ process utilization. Results both with and without inverted beams at the periphery are compared. / O presente trabalho aborda maneiras possíveis de avaliar estruturas de concreto armado destinadas a edifícios de múltiplos pavimentos quanto à instabilidade e necessidade de considerações de esforços de segunda ordem. A partir de plantas simples de estruturas em lajes planas, são considerados modelos com diferentes números de pavimentos. Os modelos não utilizam elementos de grande rigidez, como poços de elevadores e escadas. A modelagem utilizada adota os critérios simplificados para dimensionamento às ações verticais, formando pórticos com faixas de lajes admitidas como vigas de pequena altura. Estes modelos são avaliados. A partir dos resultados, analisa- se a validade a aplicação dos critérios para dispensa de consideração dos esforços globais de segunda ordem apresentados na NBR6118:2003, e se compara com a utilização do processo P-∆. São comparados resultados para estruturas com e sem utilização de vigas invertidas na periferia.

Os sistemas não aderentes de fixação com placas de \"granito\", em comparação com os métodos que empregam argamassas, exigem maior acuidade no projeto e uma avaliação estrutural criteriosa. As metodologias empregadas no país consideram apenas o parâmetro de resistência à tração na flexão na ruptura, não levando em conta outros parâmetros estruturais importantes. Para preencher esta lacuna, o presente trabalho propõe uma metodologia para dimensionamento de três sistemas não aderentes de fixação: fachadas ventiladas, pisos elevados e lajes estruturais. Três \"granitos\" brasileiros de alto valor comercial - Vermelho Capão Bonito (VCB), Preto São Gabriel (PSG) e Branco Desireé (BD) - foram submetidos a ensaios laboratoriais para a determinação do comportamento tensão versus deformação, da tensão de ruptura, dos deslocamentos verticais, do módulo de Young e do coeficiente de Poisson. Estes parâmetros foram empregados para o dimensionamento de fachadas ventiladas e de pisos elevados. Os modelos computacionais do programa STRAP foram calibrados com dados obtidos do monitoramento de protótipos de fachadas e de pisos elevados. Para fachadas ventiladas (placas de 60 x 100 cm) as espessuras calculadas foram de 30 mm para o VCB, de 25 mm para o PSG e de 55 mm para o BD. Para pisos elevados (placas de 60 x 60 cm) as espessuras foram de 35 mm para o VCB, de 30 mm para o PSG e de 35 mm para o BD. Os resultados sugerem que a especificação da espessura mínima de 20 mm, comumente usada em diversos projetos nacionais, não considera aspectos estruturais importantes. / Design on \"granite\" plates for non adherent covering systems, in comparison with mortar methods, needs a structural evaluation. The Brazilian design methodology considers only the breaking load bending tensile strength and do not consider another important structural characteristics. To fill this gap, this thesis presents a methodology for design on three \"granite\" plates for non adherent covering systems: ventilated façades, pedestal paving system and structural slab. Three Brazilian \"granites\" with great commercial acceptance - Capão Bonito Red (CBR), São Gabriel Black (SGB) and Desireé White (DW) were tested to obtain the strength versus strain behavior, the breaking load strength, the modulus of Young and the Poisson coefficient. To structural design this characteristics were applied in computational models, that were calibrated with tests data. The thickness calculated for ventilated façades (slab of 60 x 100 cm) is 30 mm for CBR, 25 mm for SGB and 55 mm for DW. The thickness calculated for pedestal paving system (slab of 60 x 60 cm) is 35 mm for CBR, 30 mm for SGB and 35 mm for DW. This results show that the thickness of 20mm applied for Brazilian practice design criteria do not consider important structural issues.

Submitted by Aelson Maciera (aelsoncm@terra.com.br) on 2017-03-29T18:21:36Z No. of bitstreams: 1 DissMCAad.pdf: 6301246 bytes, checksum: 1a4544ba506998d2e95d6d0e3106cbc2 (MD5) / Approved for entry into archive by Ronildo Prado (ronisp@ufscar.br) on 2017-04-03T20:08:32Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissMCAad.pdf: 6301246 bytes, checksum: 1a4544ba506998d2e95d6d0e3106cbc2 (MD5) / Approved for entry into archive by Ronildo Prado (ronisp@ufscar.br) on 2017-04-03T20:08:41Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissMCAad.pdf: 6301246 bytes, checksum: 1a4544ba506998d2e95d6d0e3106cbc2 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-04-03T20:13:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissMCAad.pdf: 6301246 bytes, checksum: 1a4544ba506998d2e95d6d0e3106cbc2 (MD5) Previous issue date: 2016-08-31 / Não recebi financiamento / The structural modeling of mult-storey buildings using the simplified model in which the slabs is calculated in isolation and their efforts transferred to a three-dimensional frames is now overcome by the state of the art computational analysis. Currently even with structures formed by bar elements (three-dimensional frames) it is possible to make the analysis considering the effect monolithic of concrete structures or operating as a whole. For certain cases, it is essential to consider all the structural elements participating in the bracing to the structure is presented stable in the horizontal actions combined with vertical actions, such as the flat slabs systems.Through of analysis examples of structures of buildings with multiple floors in reinforced concrete are presented advantages in performing three-dimensional modeling, comparing the results obtained with the simplified models. It shows the importance of considering the slab stiffness in flat slabs systems and how the distribution of efforts to change the three-dimensional model. Analyses are done using commercial software tool allowing verify quantitative variation of structural materials. Finally an analysis is made of the examples made showing the main differences in the new models. / A modelagem estrutural de edifícios de múltiplos andares usando o modelo simplificado no qual o pavimento é calculado de forma isolada e seus esforços transferidos para um pórtico tridimensional hoje está superada pelo estado da arte da análise computacional. Atualmente mesmo com estruturas constituídas por elementos de barras (pórticos tridimensionais) já é possível fazer a análise considerando o efeito monolítico das estruturas de concreto, ou seja, funcionando com um todo. Para determinados casos, é fundamental a consideração de todos os elementos estruturais participando do contraventamento para que a estrutura se apresente estável frente às ações horizontais combinadas com as ações verticais, como, por exemplo, os sistemas de lajes lisas. Por meio das análises de alguns exemplos de estruturas de edifícios de múltiplos pavimentos de concreto armado são apresentadas as vantagens em se realizar a modelagem tridimensional, comparando-se os resultados obtidos com os dos modelos simplificados. Mostra-se a importância da consideração da rigidez da laje em sistemas de lajes lisas e como a distribuição de esforços se altera no modelo tridimensional. As análises são feitas através de ferramenta computacional comercial permitindo assim verificar a variação de quantitativo de materiais estruturais. Por fim é feita uma análise dos exemplos realizados mostrando as principais diferenças encontradas nos novos modelos.

Fundação Carlos Chagas Filho de Amparo a Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro / Um método numérico espectronodal (END) livre de erros de truncamento espacial é desenvolvido para problemas unidimensionais de difusão de nêutrons monoenergéticos em duas versões. Na versão de problemas de autovalor, o método gera soluções numéricas para o perfil do fluxo escalar e para o fator de multiplicação efetivo (k), que coincidem com a solução analítica dominante, afora os erros da aritmética finita computacional. Na versão de fonte fxa, o método também gera soluções numéricas analíticas para o problema de fonte fixa correspondente, onde a fonte de fissão, com dependência espacial, é obtida analiticamente, a partir da reconstrução espacial do fluxo escalar gerado pelo método END para problemas de autovalor. Alguns experimentos numéricos são apresentados para dois problemas modelos a fim de ilustrar a precisão do método.

Made available in DSpace on 2014-07-29T15:03:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Christine Garrido Marquez.pdf: 3277601 bytes, checksum: e27c6b29c8e0951b47d16d9bbfeb2287 (MD5) Previous issue date: 2006-08-31 / Eight reinforced concrete square flat slabs of reinforced concrete were tested. Slabs were 130mm thick with an 1800 mm side and were submitted to central loading, and the objective was to investigate the influence of column rectangularity coefficient. Column cross section dimensions (cmáx/cmín) varyied between 1 and 4, with a constant perimeter equal to 1000mm. Results presented and analysed include ultimate loads and failure types, modes of rupture, vertical displacements, cracking and deformations of steel and concrete. Comparisons with codes, norms and results of literature results are also presented. The results indicate that as the rectangularity coefficient increases, punching shear resistance decreases for constant perimeter column flat slabs. Suggesting that punching shear has to be considered specially in regions close to column extremity, where there is a larger concentration of shear forces. A proposal for an inclusion of the retangularity parameter (cmáx/cmín) in expressions for calculation punching shear resistance of ACI (2002), CEB-FIP (1991), EC2 (2001) and NBR-6118 (2003) codes is presented. / São analisadas experimentalmente 8 (oito) lajes cogumelo de concreto armado quadradas com 1800 mm de lado e 130 mm de espessura, submetidas a carregamento central, com o objetivo de investigar a influência do índice de retanguralidade do pilar, sendo que a relação entre as dimensões da seção transversal do pilar (cmáx/cmín) variou entre 1 e 4, com perímetro mantido constante e igual a 1000 mm. São apresentados e analisados os resultados das cargas últimas, modos de ruptura, deslocamentos verticais, fissuração e deformações do aço e concreto. São apresentadas comparações dos resultados experimentais com códigos, normas de projeto e resultados da literatura. Os resultados indicam que à medida que aumenta o índice de retangularidade, a resistência à punção diminui, para lajes que possuem pilares com o perímetro constante. Sugerindo que o combate à punção pode ser mais efetivo em regiões próximas das extremidades dos pilares, onde há maior concentração de forças cortantes. É apresentada uma proposta de inclusão do parâmetro cmáx/cmín nas expressões de cálculo da resistência à punção do ACI (2002), CEB-FIP (1991), EC2 (2001) e NBR-6118 (2003).

Submitted by Luanna Matias (lua_matias@yahoo.com.br) on 2015-03-27T17:05:59Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Marcel Willian Reis Sales - 2014.pdf: 4208639 bytes, checksum: b181bf240488740db8489468fb605743 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Approved for entry into archive by Luanna Matias (lua_matias@yahoo.com.br) on 2015-03-27T18:54:00Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Marcel Willian Reis Sales - 2014.pdf: 4208639 bytes, checksum: b181bf240488740db8489468fb605743 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-27T18:54:00Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Marcel Willian Reis Sales - 2014.pdf: 4208639 bytes, checksum: b181bf240488740db8489468fb605743 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Previous issue date: 2014-08-27 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Composite beams of steel and concrete are studied for some time. The mechanism of transfer of longitudinal shear stresses on the interface between the beam and the slab usually occurs by means of shear connectors. In this case, the set of two materials behavior depends on the strength and rigidity of the connector on the interface, being well known for connectors with pin-type head associated with massive concrete slab. However, there is little information on shear connectors with pin-type head associated with hollowcore slab concrete. This study aims to determine, by means of direct shear tests, the resistance of connectors with pin-type head when associated with cellular slab and precast concrete presence of cover concrete. Hollow core slabs are analyzed with two different heights and concrete cover of 40 mm in thickness. Is also varied the strength of concrete fill and rate of shear reinforcement at the link. The results are compared with normative prescriptions and suggestions for other jobs. At the end, we propose the modification of an expression commonly used to evaluate the resistance of stud bolt and alveolar slab so as to adapt it to the situation of cellular concrete slab with hood. / As vigas mistas de aço e concreto são estudadas há bastante tempo. O mecanismo de transferência de tensões de cisalhamento longitudinais pela interface entre a viga e a laje normalmente se dá por meio de conectores de cisalhamento. Nesse caso, o comportamento conjunto dos dois materiais depende da resistência e da rigidez do conector na interface, sendo bem conhecido para os conectores do tipo pino com cabeça associados com laje maciça de concreto. Entretanto, há pouca informação sobre conectores de cisalhamento do tipo pino com cabeça associados com laje alveolar de concreto pré-moldado. Este trabalho tem por objetivo determinar, por meio de ensaios de cisalhamento direto, a resistência de conectores do tipo pino com cabeça quando associados com laje alveolar de concreto pré-moldado e presença de capa de concreto. São analisadas lajes alveolares com duas alturas diferentes e capa de concreto de 40 mm de espessura. Também é variada a resistência do concreto de preenchimento e a taxa de armadura transversal à ligação. Os resultados são comparados com prescrições normativas e sugestões de outros trabalhos. Ao final, é proposta a modificação de uma expressão normalmente utilizada para avaliar a resistência do conector tipo pino com cabeça e laje alveolar de modo a adequá-la à situação de laje alveolar com capa de concreto.

Dans le domaine du génie civil, le dimensionnement des structures en béton armé est essentiellement basé sur des démarches déterministes. Cependant, les informations fournies par des analyses déterministes sont insuffisantes pour étudier la variabilité de la réponse de la dalle. Le manque de connaissance des charges appliquées ainsi que les incertitudes liées à la géométrie de la dalle et les caractéristiques des matériaux nécessitent donc l’utilisation d’une approche fiabiliste qui permet la propagation de ces incertitudes dans les analyses déterministes. L'approche fiabiliste est basée sur le principe de couplage mécano-fiabiliste qui consiste à coupler un modèle stochastique et un modèle déterministe. Cependant un couplage mécano-fiabiliste peut être très exigeant en temps de calcul. Dans le cadre de cette thèse, la méthodologie propre aux problématiques des ouvrages du génie civil est développée et validée tout d'abord sur un cas simple de structures en béton armé. Le cas d'une poutre encastrée en béton armée est proposé. Le système est modélisé sous CASTEM par une approche aux éléments finis de type multifibre. Puis la fiabilité d'une dalle en béton armé impactée par une masse rigide à faible vitesse est étudiée en couplant OpenTURNS à Abaqus. Enfin, une enceinte de confinement en béton précontrainte modélisée sous ASTER est étudiée d'un point de vue probabiliste. Seul le problème physique des dalles en béton armé soumises à une chute de colis dans les centrales nucléaires est examiné en détail. Deux modèles déterministes sont utilisés et évalués afin d’étudier les phénomènes dynamiques appliqués aux dalles en béton armé sous impact : un modèle par éléments finis en 3D modélisé sous Abaqus et un modèle simplifié de type masse-ressort amorti à deux degrés de liberté. Afin d’étudier la fiabilité des dalles en béton armé, nous avons couplé les méthodes Monte Carlo et simulation d’importance avec le modèle de type masse-ressort. FORM est utilisée avec le modèle par éléments finis. L’objectif de cette étude est de proposer des solutions pour diminuer le temps de calcul d'une analyse fiabiliste en utilisant deux stratégies dans le cas des dalles impactées. La première stratégie consiste à utiliser des modèles analytiques qui permettent de prédire avec précision la réponse mécanique de la dalle et qui sont moins coûteux en temps de calcul. La deuxième consiste à réduire le nombre d’appels au modèle déterministe, surtout dans le cas des modèles par éléments finis, en utilisant des méthodes probabilistes d'approximation. Ces deux stratégies sont comparées afin de vérifier l’efficacité de chacune pour calculer la probabilité de défaillance. Enfin, une étude paramétrique est réalisée afin d’étudier l’effet des paramètres d’entrées des modèles déterministes sur le calcul de la probabilité de défaillance. / Reinforced concrete structures (RC) are subjected to several sources of uncertainties that highly affect their response. These uncertainties are related to the structure geometry, material properties and the loads applied. The lack of knowledge on the potential load, as well as the uncertainties related to the features of the structure shows that the design of RC structures could be made in a reliability framework. This latter allows propagating uncertainties in the deterministic analysis. However, in order to compute failure probability according to one or several failure criteria, mechanical and stochastic models have to be coupled which can be very time consuming and in some cases impossible. The platform OpenTURNS is used to perform the reliability analysis of three different structures . OpenTURNS is coupled to CASTEM to study the reliability of a RC multifiber cantilever beam subjected to a concentrated load at the free end, to Abaqus to study the reliability of RC slabs which are subjected to accidental dropped object impact during handling operations within nuclear plant buildings, and to ASTER to study the reliability of a prestressed concrete containment building. Only the physical problem of reinforced concrete impacted by a free flying object is investigated in detail. Two deterministic models are used and evaluated: a 3D finite element model simulated with the commercial code “Abaqus/Explicit” and an analytical mass-spring model. The aim of this study is to address this issue of reliability computational effort. Two strategies are proposed for the application of impacted RC slabs. The first one consists in using deterministic analytical models which predict accurately the response of the slab. In the opposite case, when finite element models are needed, the second strategy consists in reducing the number of simulations needed to assess the failure probability. In order to examine the reliability of RC slabs, Monte Carlo and importance sampling methods are coupled with the mass-spring model, while FORM is used with the finite element model. These two stategies are compared in order to verify their efficiency to calculate the probability of failure. Finally, a parametric study is performed to identify the influence of deterministic model parameters on the calculation of failure probability (dimensions of slabs, impact velocity and mass, boundary conditions, impact point, reinforcement.