Made available in DSpace on 2014-06-11T19:24:46Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2008-05-12Bitstream added on 2014-06-13T18:21:13Z : No. of bitstreams: 1 fugii_ap_me_ilha_prot.pdf: 6559082 bytes, checksum: e1ddcb7044b10a47da7e5f917d6bce83 (MD5) / Os tubos de concreto são utilizados em larga escala nas canalizações dos sistemas de abastecimento de água em diâmetros superiores a 400 mm, esgoto sanitário, drenagem pluvial, bueiro e travessia. Suas vantagens e aplicabilidade têm motivado diversas pesquisas sobre esse produto, dentre as quais podemos destacar a utilização de tubos de concreto reforçados com fibras de aço em substituição total da armadura. As fibras de aço quando adicionadas ao concreto melhoram algumas propriedades, tais como: tenacidade, limitação de abertura de fissuras e resistência ao impacto. A pesquisa objetiva analisar o comportamento mecânico de protótipos de tubos de concreto confeccionados com diferentes teores de adições de fibras de aço, tais como: 10 kg/m3, 15 kg/m3, 20 kg/m3, 25 kg/m3 e 30 kg/m3, em substituição total da armadura. Também foram fabricados tubos de concreto simples e armados para uma análise comparativa do comportamento mecânico entre aqueles e os tubos com fibras. Os tubos de concreto possuem 600 mm de diâmetro nominal e 1,5 m de comprimento, destinados aos sistemas de drenagem de águas pluviais. As fibras de aço utilizadas possuem fator de forma igual a 75 e apresentam as seguintes características: 60 mm de comprimento médio e 0,80 mm de diâmetro médio. Os corpos-de-prova cilíndricos foram submetidos aos ensaios: resistência à compressão axial, resistência à tração na compressão diametral, e os corpos-de- prova prismáticos foram submetidos aos ensaios de tenacidade enquanto os tubos de concreto foram submetidos aos ensaios: resistência à compressão diametral e absorção de água (amostras retiradas dos tubos após ensaio de compressão diametral). Dos ensaios realizados se destaca o ensaio de compressão diametral pelo fato... / The concrete pipe is widely used in plumbing systems in water supplying in higher diameters 400 mm, sewage, water rain drainage, storm drain and crossing. Its advantages and functions have motivated a lot of researches about this product, among them can point out used concrete pipes reinforced with steel fibers replacing the conventional framework. The steel fibers when added concrete improvement some properties, such as: flexural toughness, limitation crack width and high strain rates strength. The current text refers to a study developed to evaluate the mechanical behavior of manufactured prototypes with steel fibers added in different contents, such as: 10 kg/m3, 15 kg/m3, 20 kg/m3, 25 kg/m3 e 30 kg/m3, replacing the conventional framework. Also were manufactured simple concrete pipes and concrete pipes with framework for analysis to compare the mechanical behavior between that one and steel fibers. The pipes used have 600 mm nominal diameter and 1,5 m length, used in systems in water rain drainage. The steel fibers used have aspect ratio 75 and present characteristics: 60 mm medium length and 0,80 mm medium diameter. The circular specimens were submitted the testing for: compressive strength, tensile strength by diametrical compressive, and the rectangular specimens were submittes the testing for flexural toughness while the concrete pipes were submitted the testing for: diametrical compressive strength and absorption of water (sample retreat of pipes after the testing for diametrical compressive strength). The testing for realized to point for diametrical compressive strength because the testing for the same concrete pipe and all particular characteristics for observed. The Brazilian specification NBR 8890 (ABNT, 2007) specify the testing for diametrical compressive... (Complete abstract click electronic access below)

O Brasil necessita de uma ampla implantação de sistemas de saneamento básico, como os de águas pluviais e, principalmente, coleta e tratamento de esgoto. Para resolver este problema pode ser interessante o emprego de tubos de concreto. Apesar de recente, o estudo de tubos de concreto reforçados com fibras já possibilitou a revisão da norma brasileira NBR 8890:2007 que prevê a utilização das fibras como único reforço do componente. No entanto, apenas fibras de aço são permitidas. Apesar de terem um potencial de durabilidade maior do que os tubos convencionalmente armados, ainda há a possibilidade de ampliar sua vida útil se forem utilizadas macrofibras poliméricas, que são resistentes à corrosão eletrolítica e hoje se encontram disponibilizadas no mercado Nacional. A dúvida que permanece é se essas fibras conseguem apresentar o mesmo desempenho mecânico das fibras de aço. Assim, esta dissertação de mestrado tem por objetivo principal realizar uma avaliação comparativa de desempenho mecânico das macrofibras poliméricas e das fibras de aço destinadas ao reforço de tubos de concreto para obras de saneamento básico. De forma a possibilitar estas avaliações foi feita uma verificação de desempenho por meio do ensaio de compressão diametral, com controle de deslocamentos, em tubos de concreto reforçados com fibras. Complementarmente, foram feitos o ensaio de absorção de água, a determinação do teor de fibra incorporado ao concreto por meio de testemunhos extraídos dos tubos e o ensaio de compressão axial em corpos-de-prova moldados. Os resultados demonstraram que as macrofibras poliméricas não obtiveram desempenho mecânico satisfatório, principalmente no que se refere à resistência residual pós-fissuração do tubo. Tal desempenho só foi obtido com a utilização de fibras de aço, o qual apresentou o dobro da capacidade resistente residual das macrofibras poliméricas para o mesmo teor em volume. Dessa forma, os tubos de concreto de 1 m de diâmetro reforçado com fibras, analisados neste estudo, apresentaram dificuldade de obtenção do desempenho pós-fissuração, o que dificultou a aprovação nos critérios da NBR 8890:2007. Assim, para que estes tubos pudessem atingir as cargas especificadas nesta norma seria preciso aumentar o teor ou o comprimento das fibras, o que iria dificultar a moldagem dos tubos. / Brazil requires a wide deployment of systems for drainage and, especially, sewage collection and treatment. To resolve this issue may be interesting the use of concrete pipes. Although recent, the study of fiber reinforced concrete pipes has already enabled the revision of the Brazilian standard NBR 8890:2007. This standard allows the use of fibers as the sole reinforcement for the components. However, only steel fibers are allowed. Despite the possibility that fibers can provide a potential higher durability compared to the conventionally reinforced concrete pipes, there is also the possibility of extension of the pipe lifetime by the use of polymeric fibers. This kind of fiber is resistant to electrolytic corrosion and, nowadays, is available in the Brazilian market. The remaining doubt is if these fibers can provide the same mechanical performance of steel fibers. Thus, this work has the main objective of carried out a comparative evaluation of the mechanical performance of polymeric fibers and steel fibers reinforcement for drainage concrete pipes. In order to enable these assessments, a verification of mechanical performance was made through the crushing test, where the diametric displacement of the pipes was also measured. In addition, tests were made in order to measure the concrete water absorption, the fiber actual consumption determination in cores extracted from the pipes, and compressive strength determination. The results showed that the polymeric macrofibers did not reach satisfactory performance, especially regarding to the residual post-crack strength. Only the steel fiber reinforced concrete pipes were able to fit the requirements, which had twice the post-crack residual strength presented by the polymeric fibers with the same content by volume. Thus, the fibers reinforced concrete pipes with diameter of one meter, used in this experimental program, showed difficult to obtaining the post-cracking behavior, which turns difficult the approval in the Brazilian standard criteria. So, the pipes reinforced with polymeric fibers could only possibly reach the load levels specified for post-crack strength by the use of a higher content or an increased length of fibers, which would turns much more difficult the concrete pipes production.

O Brasil necessita de uma ampla implantação de sistemas de saneamento básico, como os de águas pluviais e, principalmente, coleta e tratamento de esgoto. Para resolver este problema pode ser interessante o emprego de tubos de concreto. Apesar de recente, o estudo de tubos de concreto reforçados com fibras já possibilitou a revisão da norma brasileira NBR 8890:2007 que prevê a utilização das fibras como único reforço do componente. No entanto, apenas fibras de aço são permitidas. Apesar de terem um potencial de durabilidade maior do que os tubos convencionalmente armados, ainda há a possibilidade de ampliar sua vida útil se forem utilizadas macrofibras poliméricas, que são resistentes à corrosão eletrolítica e hoje se encontram disponibilizadas no mercado Nacional. A dúvida que permanece é se essas fibras conseguem apresentar o mesmo desempenho mecânico das fibras de aço. Assim, esta dissertação de mestrado tem por objetivo principal realizar uma avaliação comparativa de desempenho mecânico das macrofibras poliméricas e das fibras de aço destinadas ao reforço de tubos de concreto para obras de saneamento básico. De forma a possibilitar estas avaliações foi feita uma verificação de desempenho por meio do ensaio de compressão diametral, com controle de deslocamentos, em tubos de concreto reforçados com fibras. Complementarmente, foram feitos o ensaio de absorção de água, a determinação do teor de fibra incorporado ao concreto por meio de testemunhos extraídos dos tubos e o ensaio de compressão axial em corpos-de-prova moldados. Os resultados demonstraram que as macrofibras poliméricas não obtiveram desempenho mecânico satisfatório, principalmente no que se refere à resistência residual pós-fissuração do tubo. Tal desempenho só foi obtido com a utilização de fibras de aço, o qual apresentou o dobro da capacidade resistente residual das macrofibras poliméricas para o mesmo teor em volume. Dessa forma, os tubos de concreto de 1 m de diâmetro reforçado com fibras, analisados neste estudo, apresentaram dificuldade de obtenção do desempenho pós-fissuração, o que dificultou a aprovação nos critérios da NBR 8890:2007. Assim, para que estes tubos pudessem atingir as cargas especificadas nesta norma seria preciso aumentar o teor ou o comprimento das fibras, o que iria dificultar a moldagem dos tubos. / Brazil requires a wide deployment of systems for drainage and, especially, sewage collection and treatment. To resolve this issue may be interesting the use of concrete pipes. Although recent, the study of fiber reinforced concrete pipes has already enabled the revision of the Brazilian standard NBR 8890:2007. This standard allows the use of fibers as the sole reinforcement for the components. However, only steel fibers are allowed. Despite the possibility that fibers can provide a potential higher durability compared to the conventionally reinforced concrete pipes, there is also the possibility of extension of the pipe lifetime by the use of polymeric fibers. This kind of fiber is resistant to electrolytic corrosion and, nowadays, is available in the Brazilian market. The remaining doubt is if these fibers can provide the same mechanical performance of steel fibers. Thus, this work has the main objective of carried out a comparative evaluation of the mechanical performance of polymeric fibers and steel fibers reinforcement for drainage concrete pipes. In order to enable these assessments, a verification of mechanical performance was made through the crushing test, where the diametric displacement of the pipes was also measured. In addition, tests were made in order to measure the concrete water absorption, the fiber actual consumption determination in cores extracted from the pipes, and compressive strength determination. The results showed that the polymeric macrofibers did not reach satisfactory performance, especially regarding to the residual post-crack strength. Only the steel fiber reinforced concrete pipes were able to fit the requirements, which had twice the post-crack residual strength presented by the polymeric fibers with the same content by volume. Thus, the fibers reinforced concrete pipes with diameter of one meter, used in this experimental program, showed difficult to obtaining the post-cracking behavior, which turns difficult the approval in the Brazilian standard criteria. So, the pipes reinforced with polymeric fibers could only possibly reach the load levels specified for post-crack strength by the use of a higher content or an increased length of fibers, which would turns much more difficult the concrete pipes production.

Os estudos focando a otimização do reforço dos tubos de concreto para obras de saneamento são importantes por estes componentes estarem vinculados a grandes necessidades sociais que ainda atingem o Brasil e outros países em desenvolvimento bem como pelo fato destes componentes serem produzidos em série, o que gera economia de escala. Neste sentido, a utilização de fibras como reforço dos tubos trás consigo um grande número de vantagens aplicativas e de desempenho. A tendência internacional de busca por um consenso no dimensionamento e controle do concreto reforçado com fibras (CRF) como material estrutural está sendo direcionada para o fib Model Code 2010. Geralmente, para a caracterização do CRF são utilizados os ensaios de flexão de vigas. Porém, a moldagem desses corpos de prova para o controle do CRF dos tubos apresentou resultados inadequados em estudos anteriores. A definição do reforço ótimo de tubos de CRF através da tentativa e erro no ensaio de compressão diametral do componente deve ser evitada pelos elevados gastos (financeiros, de material e tempo) associados a esta metodologia. O projeto deve ser atingido através de modelos confiáveis que possam otimizar o reforço através da previsão adequada do desempenho do componente. Da mesma forma, deve-se obter procedimentos de controle do material que sejam concatenados com os procedimentos de controle do produto. Neste sentido, esta tese propõe uma metodologia para a caracterização e controle do comportamento mecânico do CRF para a produção de tubos, que permita modelar o comportamento do componente no ensaio de compressão diametral e verificar sua adequação a uma aplicação estrutural. O estudo foi dividido em três fases principais. Na primeira houve a avaliação de um método de ensaio alternativo ao de flexão de prismas para o controle do CRF. Na segunda fase experimental houve a incorporação de modificações no método de ensaio de compressão diametral do componente de modo a aproximá-lo à filosofia do fib Model Code 2010. Nesta etapa foram avaliados tubos com reforço de fibras de aço, macrofibras poliméricas e vergalhões para comprovar a pertinência da nova metodologia de ensaio. Na terceira fase do estudo foi realizada uma simulação numérica para previsão de comportamento dos componentes ensaiados utilizando os parâmetros do material caracterizados através do método de ensaio alternativo validado na primeira fase. Os resultados obtidos na modelagem foram comparados com o resultado experimental do ensaio do componente de modo a validar a metodologia proposta. Os resultados demonstraram a adequação do ensaio Barcelona para a caracterização e controle do comportamento mecânico do CRF destinado à produção de tubos. Essa caracterização poderá subsidiar simulações numéricas do comportamento do componente no ensaio de compressão diametral. Com isto, ábacos de projeto de tubos de concreto reforçados com diferentes tipos de fibras poderão ser desenvolvidos, identificando as classes resistentes que serão atendidas dependendo do diâmetro do tubo e do teor de fibras empregados. Esta tese aponta também para a necessidade de uma revisão na normalização vigente, estabelecendo critérios relacionados ao comportamento pós-fissuração que avaliem o estado limite de serviço e o estado limite último. Isto permitirá uma avaliação homogênea do tipo de reforço e tornará mais adequada a comparação entre distintos tipos de reforço (fibras ou convencional). / The international trend for a consensus about the design and control of fibre reinforced concrete (FRC) as a structural material is based on the fib Model Code 2010. Generally, in order to characterize the FRC, bending tests are used. However, the moulding of these control test specimens of the FRC pipes is not quite simple as has been shown by previous studies. The design of FRC pipes through trial and error in the component-crushing test should be avoided. This test shall be limited to the acceptance control or final validation of a new component, designed through reliable models that optimize the reinforcement and the component performance. These models should allow both design and prediction of the component behaviour related to the quality control. In that sense, this thesis proposes a methodology for characterizing and controlling the mechanical behaviour of FRC for the production of pipes. This study allows modelling the component behaviour in crushing test and verifying their suitability for structural application. The methodology considered consisted in three main topics: evaluation of an alternative method of FRC control test; modification of the procedure of the crushing test method in order to approach the fib Model Code 2010 philosophy, and prediction the mechanical behaviour of the components comparing numerical simulation results with experiments results. In this last topic, the characterization of the materials performance by the alternative test method was considered. The results indicated that the Barcelona test is suitable in order to characterize and control the mechanical behaviour of the FRC used for the production of pipes. This characterization is able to support numerical simulations of the component behaviour in crushing test. It allows the development of design tables identifying the pipes resistant classes considering a variety of parameters such as types and contents of fibres and pipes diameters. This thesis also points out the need for a review of the current standards, establishing parameters related to the post-cracking behaviour to assess the serviceability limit state and the ultimate limit state. This allows a homogeneous evaluation of the reinforcement type and makes it more suited to comparing different types of reinforcement (fibre or conventional).

Neste trabalho avalia-se a confiabilidade de tubos circulares de concreto armado submetidos à compressão diametral utilizada no controle de qualidade da produção. O estudo envolve uma parte experimental e uma teórica. Na parte experimental foram ensaiados 32 tubos divididos em duas séries de 16 tubos de diâmetros nominais de 800 mm e 1200 mm. Cada série era formada por 12 tubos tipo ponta e bolsa (PB) e 4 tubos tipo ponta sem bolsa (PSB). Na parte teórica, os tubos foram analisados por um programa computacional baseado no método dos elementos finitos desenvolvido para pórticos planos considerando as não-linearidades física e geométrica. Na análise de confiabilidade, as funções de estado limite foram determinadas segundo o Método da Superfície de Resposta. Os resultados numéricos e experimentais da curva força versus deslocamento apresentaram boa concordância e indicaram que o tubo se comportou como um anel circular, uma vez que os tubos tipo PSB apresentaram forças últimas da ordem de 4% e 12% maiores que as obtidos para os tubos PB, respectivamente para os diâmetros nominais de 800 mm e 1200 mm. Entretanto, a presença da bolsa influenciou no valor da força de fissuração, sendo 6,4% e 33% maior para os tubos PB em relação aos tubos PSB para os diâmetros nominais de 800 mm e 1200 mm, respectivamente. A teoria de confiabilidade mostrou que a probabilidade de falha dos tubos de concreto para atender ao ensaio de compressão diametral foi fortemente influenciada pelo controle de qualidade dos materiais utilizados na fabricação dos tubos. Ainda, foi observado que os tubos analisados apresentaram índice de confiabilidade superior a 3,8, para atender ao ensaio de compressão diametral. Dentre as variabilidades mais influentes no cálculo do índice de confiabilidade, destacam-se a resistência à compressão do concreto, a espessura do tubo e a posição da armadura. / This work evaluates the reliability of circular reinforced concrete pipes subjected to diametrical compression considering the quality control of the production. The study includes experimental and theoretical parts. In the experimental part, 32 pipes divided in two series of 16 pipes according to the nominal diameter of 800 mm and 1200 mm were tested. Each series was composed by 12 spigot and pocket pipes (PB) and 4 ogee joint pipes (PSB). In the theoretical part, the pipes were analyzed using a computational program based on finite element method developed for frame structures considering physical and geometrical nonlinearities. In reliability analysis, the limit state functions were determined according to the Method of Response Surface. Numerical and experimental results of the loading versus displacement curves were well agreed and they indicated that the pipe behaves as a circular ring, once the PSB pipes presented maximum loads 4% and 12% higher than those obtained for PB pipes, respectively for nominal diameters of 800 mm and 1200 mm. However, the presence of pocket influenced the cracking loading, with 6.4% and 33% higher for PB pipes in relation to PSB pipes for the nominal diameters of 800 mm and 1200 mm, respectively. The reliability theory showed that the probability of failure of concrete pipes to meet the diametrical compression test was strongly influenced by the quality control of materials used in manufacturing the pipes. Also, it was observed that analyzed pipes presented reliability index greater than 3.8, to meet the diametrical compression test. Among the most influential variabi1ities in evaluating of reliability index, the concrete compressive strength, the pipe thickness and the position of the reinforcement in the pipe can be highlighted.

Neste trabalho avalia-se a confiabilidade de tubos circulares de concreto armado submetidos à compressão diametral utilizada no controle de qualidade da produção. O estudo envolve uma parte experimental e uma teórica. Na parte experimental foram ensaiados 32 tubos divididos em duas séries de 16 tubos de diâmetros nominais de 800 mm e 1200 mm. Cada série era formada por 12 tubos tipo ponta e bolsa (PB) e 4 tubos tipo ponta sem bolsa (PSB). Na parte teórica, os tubos foram analisados por um programa computacional baseado no método dos elementos finitos desenvolvido para pórticos planos considerando as não-linearidades física e geométrica. Na análise de confiabilidade, as funções de estado limite foram determinadas segundo o Método da Superfície de Resposta. Os resultados numéricos e experimentais da curva força versus deslocamento apresentaram boa concordância e indicaram que o tubo se comportou como um anel circular, uma vez que os tubos tipo PSB apresentaram forças últimas da ordem de 4% e 12% maiores que as obtidos para os tubos PB, respectivamente para os diâmetros nominais de 800 mm e 1200 mm. Entretanto, a presença da bolsa influenciou no valor da força de fissuração, sendo 6,4% e 33% maior para os tubos PB em relação aos tubos PSB para os diâmetros nominais de 800 mm e 1200 mm, respectivamente. A teoria de confiabilidade mostrou que a probabilidade de falha dos tubos de concreto para atender ao ensaio de compressão diametral foi fortemente influenciada pelo controle de qualidade dos materiais utilizados na fabricação dos tubos. Ainda, foi observado que os tubos analisados apresentaram índice de confiabilidade superior a 3,8, para atender ao ensaio de compressão diametral. Dentre as variabilidades mais influentes no cálculo do índice de confiabilidade, destacam-se a resistência à compressão do concreto, a espessura do tubo e a posição da armadura. / This work evaluates the reliability of circular reinforced concrete pipes subjected to diametrical compression considering the quality control of the production. The study includes experimental and theoretical parts. In the experimental part, 32 pipes divided in two series of 16 pipes according to the nominal diameter of 800 mm and 1200 mm were tested. Each series was composed by 12 spigot and pocket pipes (PB) and 4 ogee joint pipes (PSB). In the theoretical part, the pipes were analyzed using a computational program based on finite element method developed for frame structures considering physical and geometrical nonlinearities. In reliability analysis, the limit state functions were determined according to the Method of Response Surface. Numerical and experimental results of the loading versus displacement curves were well agreed and they indicated that the pipe behaves as a circular ring, once the PSB pipes presented maximum loads 4% and 12% higher than those obtained for PB pipes, respectively for nominal diameters of 800 mm and 1200 mm. However, the presence of pocket influenced the cracking loading, with 6.4% and 33% higher for PB pipes in relation to PSB pipes for the nominal diameters of 800 mm and 1200 mm, respectively. The reliability theory showed that the probability of failure of concrete pipes to meet the diametrical compression test was strongly influenced by the quality control of materials used in manufacturing the pipes. Also, it was observed that analyzed pipes presented reliability index greater than 3.8, to meet the diametrical compression test. Among the most influential variabi1ities in evaluating of reliability index, the concrete compressive strength, the pipe thickness and the position of the reinforcement in the pipe can be highlighted.

Os estudos focando a otimização do reforço dos tubos de concreto para obras de saneamento são importantes por estes componentes estarem vinculados a grandes necessidades sociais que ainda atingem o Brasil e outros países em desenvolvimento bem como pelo fato destes componentes serem produzidos em série, o que gera economia de escala. Neste sentido, a utilização de fibras como reforço dos tubos trás consigo um grande número de vantagens aplicativas e de desempenho. A tendência internacional de busca por um consenso no dimensionamento e controle do concreto reforçado com fibras (CRF) como material estrutural está sendo direcionada para o fib Model Code 2010. Geralmente, para a caracterização do CRF são utilizados os ensaios de flexão de vigas. Porém, a moldagem desses corpos de prova para o controle do CRF dos tubos apresentou resultados inadequados em estudos anteriores. A definição do reforço ótimo de tubos de CRF através da tentativa e erro no ensaio de compressão diametral do componente deve ser evitada pelos elevados gastos (financeiros, de material e tempo) associados a esta metodologia. O projeto deve ser atingido através de modelos confiáveis que possam otimizar o reforço através da previsão adequada do desempenho do componente. Da mesma forma, deve-se obter procedimentos de controle do material que sejam concatenados com os procedimentos de controle do produto. Neste sentido, esta tese propõe uma metodologia para a caracterização e controle do comportamento mecânico do CRF para a produção de tubos, que permita modelar o comportamento do componente no ensaio de compressão diametral e verificar sua adequação a uma aplicação estrutural. O estudo foi dividido em três fases principais. Na primeira houve a avaliação de um método de ensaio alternativo ao de flexão de prismas para o controle do CRF. Na segunda fase experimental houve a incorporação de modificações no método de ensaio de compressão diametral do componente de modo a aproximá-lo à filosofia do fib Model Code 2010. Nesta etapa foram avaliados tubos com reforço de fibras de aço, macrofibras poliméricas e vergalhões para comprovar a pertinência da nova metodologia de ensaio. Na terceira fase do estudo foi realizada uma simulação numérica para previsão de comportamento dos componentes ensaiados utilizando os parâmetros do material caracterizados através do método de ensaio alternativo validado na primeira fase. Os resultados obtidos na modelagem foram comparados com o resultado experimental do ensaio do componente de modo a validar a metodologia proposta. Os resultados demonstraram a adequação do ensaio Barcelona para a caracterização e controle do comportamento mecânico do CRF destinado à produção de tubos. Essa caracterização poderá subsidiar simulações numéricas do comportamento do componente no ensaio de compressão diametral. Com isto, ábacos de projeto de tubos de concreto reforçados com diferentes tipos de fibras poderão ser desenvolvidos, identificando as classes resistentes que serão atendidas dependendo do diâmetro do tubo e do teor de fibras empregados. Esta tese aponta também para a necessidade de uma revisão na normalização vigente, estabelecendo critérios relacionados ao comportamento pós-fissuração que avaliem o estado limite de serviço e o estado limite último. Isto permitirá uma avaliação homogênea do tipo de reforço e tornará mais adequada a comparação entre distintos tipos de reforço (fibras ou convencional). / The international trend for a consensus about the design and control of fibre reinforced concrete (FRC) as a structural material is based on the fib Model Code 2010. Generally, in order to characterize the FRC, bending tests are used. However, the moulding of these control test specimens of the FRC pipes is not quite simple as has been shown by previous studies. The design of FRC pipes through trial and error in the component-crushing test should be avoided. This test shall be limited to the acceptance control or final validation of a new component, designed through reliable models that optimize the reinforcement and the component performance. These models should allow both design and prediction of the component behaviour related to the quality control. In that sense, this thesis proposes a methodology for characterizing and controlling the mechanical behaviour of FRC for the production of pipes. This study allows modelling the component behaviour in crushing test and verifying their suitability for structural application. The methodology considered consisted in three main topics: evaluation of an alternative method of FRC control test; modification of the procedure of the crushing test method in order to approach the fib Model Code 2010 philosophy, and prediction the mechanical behaviour of the components comparing numerical simulation results with experiments results. In this last topic, the characterization of the materials performance by the alternative test method was considered. The results indicated that the Barcelona test is suitable in order to characterize and control the mechanical behaviour of the FRC used for the production of pipes. This characterization is able to support numerical simulations of the component behaviour in crushing test. It allows the development of design tables identifying the pipes resistant classes considering a variety of parameters such as types and contents of fibres and pipes diameters. This thesis also points out the need for a review of the current standards, establishing parameters related to the post-cracking behaviour to assess the serviceability limit state and the ultimate limit state. This allows a homogeneous evaluation of the reinforcement type and makes it more suited to comparing different types of reinforcement (fibre or conventional).

O procedimento usual no Brasil para o projeto de tubos de concreto enterrados é o procedimento de Marston-Spangler. Este trabalho avalia o comportamento deste procedimento com o procedimento padrão recomendado pela ASCE (American Society of Civil Engineer), denominado de SIDD (Standard Practice for Direct Design of Buried Precast Concrete Pipe Using Standard Installations). A ferramenta de análise dos dois procedimentos é o método dos elementos finitos, o programa SSCOMPPC. São feitas várias simulações numéricas das instalações submetidas às mesmas situações para que assim se possa avaliar o comportamento de cada umas delas. O trabalho conclui que a falta de parâmetros para a execução do procedimento da Marston-Spangler pode comprometer o comportamento desta. Quando comparado as classes de instalação de A a D de Marston-Spangler com as instalações padronizadas SIDD tipo 1 a 4, respectivamente, as instalações SIDD tipo 3 e 4 possuem uma melhor distribuição de esforços do que as instalações classe C e D. Quando comparado a forma de projeto habitual no Brasil, o método indireto do procedimento de Marston-Spangler, com o método direto, tem-se que o método direto acarreta numa grande economia de armadura. Esta economia para o procedimento padronizado SIDD vai de 81,1% a 97,1% de armadura, e em relação com o método direto para o procedimento SIDD a economia vai de 54,4% a 93,1%, para o caso de aterro de 3 m de altura e tubo de 1200 mm de diâmetro interno. Com esta economia e com os recursos computacionais disponíveis hoje, o cálculo pelo método direto é vantajoso. Na comparação dos procedimentos de Marston-Spangler com o procedimento padronizado SIDD, pelo método direto, o procedimento de Marston-Spangler leva vantagem na classe B, sendo que a instalação tipo 2 do SIDD acarreta num consumo em média de 72,5% a mais de armadura. Porém quando a classe C e classe D, que são as mais executadas, são comparadas com as instalações tipo 3 e tipo 4, as instalações tipo 3 e tipo 4 consomem menos armadura, em média consomem 43,8% e 55,6% menos armadura do que as instalações classe C e classe D, respectivamente. / The most popular procedure in Brazil for the buried concrete pipe design is the Marston-Spangler\'s procedure. This work compares the performance of the Marston-Spangler\'s procedure and SIDD (Standard Practice for Direct Design of Buried Precast Concrete Pipe Using Standard Installations), recommended by ASCE (American Society of Civil Engineer). This work uses the finite element method, using the software SSCOMPPC, to analyse the two procedures. It is made many diferent simulations using the finite element method to analyse the behaviour of each procedure. The work concludes that Marston-Spangler\'s procedure needs more paramether to define each class of instalation. When compared the classes A to D of the Marston-Spangler\'s procedure with the type 1 to type 4 of the SIDD procedure, the work concludes the type 3 and 4 have a bether performance compared to the classes C and D. When compared the most popular procedure in Brazil, the Marston-Spangler\'s procedure using the indirect method, with the direct method, the direct method has a better performance. The economy of reinforcemet goes from 81,6% to 97,1% using the SIDD procedure and goes from 54,4% to 93,1%, using the Marston-Spangler\'s procedure (direct design). With the computational resources avaliable today, the direct design is a great advantage. Comparing the procedures of Marston-Spangler and SIDD, using the direct method in both procedures, the class B of Marston-Spangler\'s procedure has a better performance compared to the type 2 of SIDD procedure. The economy of reinforcement for this case is 27,5%. But the type 3 and 4 have a better performance compared to the class C and D. On type 3 and 4 installations, the economy of reinforcement is 43,8% and 55,6% compared to classes C and D, respectively.

O procedimento usual no Brasil para o projeto de tubos de concreto enterrados é o procedimento de Marston-Spangler. Este trabalho avalia o comportamento deste procedimento com o procedimento padrão recomendado pela ASCE (American Society of Civil Engineer), denominado de SIDD (Standard Practice for Direct Design of Buried Precast Concrete Pipe Using Standard Installations). A ferramenta de análise dos dois procedimentos é o método dos elementos finitos, o programa SSCOMPPC. São feitas várias simulações numéricas das instalações submetidas às mesmas situações para que assim se possa avaliar o comportamento de cada umas delas. O trabalho conclui que a falta de parâmetros para a execução do procedimento da Marston-Spangler pode comprometer o comportamento desta. Quando comparado as classes de instalação de A a D de Marston-Spangler com as instalações padronizadas SIDD tipo 1 a 4, respectivamente, as instalações SIDD tipo 3 e 4 possuem uma melhor distribuição de esforços do que as instalações classe C e D. Quando comparado a forma de projeto habitual no Brasil, o método indireto do procedimento de Marston-Spangler, com o método direto, tem-se que o método direto acarreta numa grande economia de armadura. Esta economia para o procedimento padronizado SIDD vai de 81,1% a 97,1% de armadura, e em relação com o método direto para o procedimento SIDD a economia vai de 54,4% a 93,1%, para o caso de aterro de 3 m de altura e tubo de 1200 mm de diâmetro interno. Com esta economia e com os recursos computacionais disponíveis hoje, o cálculo pelo método direto é vantajoso. Na comparação dos procedimentos de Marston-Spangler com o procedimento padronizado SIDD, pelo método direto, o procedimento de Marston-Spangler leva vantagem na classe B, sendo que a instalação tipo 2 do SIDD acarreta num consumo em média de 72,5% a mais de armadura. Porém quando a classe C e classe D, que são as mais executadas, são comparadas com as instalações tipo 3 e tipo 4, as instalações tipo 3 e tipo 4 consomem menos armadura, em média consomem 43,8% e 55,6% menos armadura do que as instalações classe C e classe D, respectivamente. / The most popular procedure in Brazil for the buried concrete pipe design is the Marston-Spangler\'s procedure. This work compares the performance of the Marston-Spangler\'s procedure and SIDD (Standard Practice for Direct Design of Buried Precast Concrete Pipe Using Standard Installations), recommended by ASCE (American Society of Civil Engineer). This work uses the finite element method, using the software SSCOMPPC, to analyse the two procedures. It is made many diferent simulations using the finite element method to analyse the behaviour of each procedure. The work concludes that Marston-Spangler\'s procedure needs more paramether to define each class of instalation. When compared the classes A to D of the Marston-Spangler\'s procedure with the type 1 to type 4 of the SIDD procedure, the work concludes the type 3 and 4 have a bether performance compared to the classes C and D. When compared the most popular procedure in Brazil, the Marston-Spangler\'s procedure using the indirect method, with the direct method, the direct method has a better performance. The economy of reinforcemet goes from 81,6% to 97,1% using the SIDD procedure and goes from 54,4% to 93,1%, using the Marston-Spangler\'s procedure (direct design). With the computational resources avaliable today, the direct design is a great advantage. Comparing the procedures of Marston-Spangler and SIDD, using the direct method in both procedures, the class B of Marston-Spangler\'s procedure has a better performance compared to the type 2 of SIDD procedure. The economy of reinforcement for this case is 27,5%. But the type 3 and 4 have a better performance compared to the class C and D. On type 3 and 4 installations, the economy of reinforcement is 43,8% and 55,6% compared to classes C and D, respectively.