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Análise experimental de pilares de concreto armado, reforçados com concreto auto adensável e conectores / Experimental analysis of reinforced concrete columns strengthened with self-compacting concrete and connectorsFerreira, Diego Borja 12 May 2014 (has links)
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Previous issue date: 2014-05-12 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Studying strengthening in reinforced concrete structures is an ever-growing necessity in civil construction. Flaws during design, execution, use, and maintenance, as well as the use of poor quality construction materials and a structure's functional change may all lead to this necessity. Strengthening a given structure is justified whenever it becomes necessary to increase its bearing capacity. The small number of studies which analyse the behaviour of strengthened structures makes it difficult to establish parameters that may contribute to designing such projects. This research assessed the behaviour of reinforced concrete columns under compression and one-way eccentricity, with an initial section of 120 mm x 250 mm and height of 2000 mm, strengthened in the compressed area with a 35 mm layer of self-compacting concrete. Connector screws were used as interaction reinforcement. The main variables were the connectors' position and steel rate. Strengthened columns showed an increase in rupture by approximately three times load due to the increase of connectors' rate. One of the problems detected was the concrete reinforcement layer spalling near the rupture load, whose solution requires further research. There was also a reduction in columns' horizontal displacements, caused by a decrease in ductility. These results show the effectiveness of the strengthening technique employed. / O estudo de reforço de estruturas de concreto armado cada vez mais se torna necessário na construção civil. As falhas nas etapas de projeto, de execução, uso e manutenção bem como o uso de materiais de construção de baixa qualidade podem levar a essa necessidade, somando-se a esse fator a mudança funcional da estrutura. O reforço de estrutura se justifica sempre que houver necessidade de aumentar sua capacidade portante. Existem poucos estudos do comportamento dessas estruturas reforçadas, o que dificulta a criação de parâmetros que contribuam para a elaboração desses projetos. Nesta pesquisa, foi avaliado o comportamento de pilares de concreto armado solicitados à compressão e com excentricidade em apenas uma direção, com uma seção inicial de 120 mm x 250 mm e altura de 2000 mm, reforçados na região comprimida com uma camada de 35 mm de concreto auto adensável. Como armadura de interação, foram utilizados parafusos conectores. Neste estudo, as principais variáveis são a posição e a taxa de aço dos conectores. Os pilares reforçados apresentaram aumento de aproximadamente três vezes da carga de ruptura, em função do aumento da taxa de conectores. Um dos problemas encontrados foi o desplacamento da camada de concreto do reforço próximo à carga de ruptura, sendo necessários outros estudos para solucionar esse fato. Ocorreu ainda uma redução dos deslocamentos horizontais dos pilares, devido à diminuição da ductilidade. Esses resultados mostram a eficiência da técnica de reforço adotada.
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Ligações em estruturas de aço utilizando emendas com parafusos de alta resistência solicitadas na flexão simples / Connections in steel structures using emendations with high strength screws requested in simple bendingPereira, Ronivon Soares 24 June 2014 (has links)
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Previous issue date: 2014-06-24 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Structure is designed to have satisfactory performance given the quality standards and
requirements in the construction of which designers need. Increasingly, large metal structures
are developing in this competitive market, where performance and quality of the project
depend on manufacturing processes of materials, assembly, inspection and maintenance. The
metal structures, especially those of type I profiles of parallel laminated tabs depend on the
quality control in your bolted splices. This study aimed to analyze the bearing capacity of
steel beams supported by profiles consist of type I rolled parallel flanges with two axes of
symmetry, being endowed with seams with high strength bolts type ASTM A325, diameter 19
mm. Eight beams with a length of 3000 mm, two reference beams were tested. In the
remaining six beams splices were made at different positions varying the amount of seams.
All models have been efforts required by simple bending to failure, by analyzing the vertical
displacement, torsional displacement relative and specific deformations of steel. The
connections of the beams withstood the test flexural not being observed and no break on the
bolts or the connecting plate, featuring breaking loads between 74% and 85% for beams of
series with connections. Considerably beams with connections showed no breaking loads far
below the reference beams with breaking loads between 78% and 100%. The results indicate
that the beams with bolted with high strength bolts connections are sturdy and therefore can
be used by designers in the field of steel structure as another option. / Uma estrutura é concebida para ter desempenho satisfatório atendendo aos padrões de
qualidade na construção e requisitos dos quais os projetistas necessitam. Cada vez mais as
estruturas metálicas de grande porte vêm se desenvolvendo nesse mercado competitivo, onde
o desempenho e a qualidade do projeto dependem dos processos de fabricação dos materiais
utilizados, da montagem, da inspeção e manutenção. As estruturas metálicas, principalmente
as de perfis tipo I laminados de abas paralelas dependem do controle de qualidade em suas
emendas parafusadas. Este estudo teve por objetivo analisar a capacidade resistente de vigas
bi apoiadas em aço constituídas de perfis tipo I laminados de abas paralelas com dois eixos de
simetria, sendo dotadas de emendas com parafusos de alta resistência do tipo ASTM A325 de
diâmetro 19 mm. Foram ensaiados oito vigas com comprimento de 3000 mm, sendo duas
vigas de referência. Nas seis vigas restantes foram confeccionadas emendas em diferentes
posições variando a quantidade de emendas. Todos os modelos estiveram solicitados por
esforços de flexão simples até à ruptura, analisando os deslocamentos verticais,
deslocamentos relativos à torção e as deformações específicas do aço. As ligações das vigas
resistiram ao ensaio à flexão, não sendo constatada nenhuma ruptura nos parafusos e nem na
chapa de ligação, apresentando cargas de ruptura entre 74% e 85% para as vigas da série com
ligações. Consideravelmente as vigas com ligações não apresentaram cargas de ruptura muito
inferiores às vigas de referência, com cargas de ruptura entre 78% e 100%. Os resultados
indicam que as vigas com ligações parafusadas com parafusos de alta resistência são
resistentes e por isso podem ser utilizadas por projetistas da área de estrutura metálica como
mais uma opção.
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Medição de produtividade na fabricação e montagem de estruturas pré-moldadas em concreto para apoio ao planejamento de curto prazo / Productivity measurement in the precast structures manufacturing and installation to short-term planning supportCruz, Weslley Machado da 27 August 2012 (has links)
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Previous issue date: 2012-08-27 / The ever-increasing level of competitor efficiency and client’s requirement has led corporations to
seek to improve their performance. Despite the efforts of academics, the use and understanding of
management systems, particularly the concepts and practice of the performance measurement are
not systematically applied largely by construction companies. The absence of adequate measures
associated with corporate strategies has been identified as one of the greatest weaknesses in the
management of the same. Due to the scenario and the lack of application of this theme under
construction precast concrete technology, the objective this paper is to establish a system of
measuring productivity in manufacturing and installation of precast concrete structures to shortterm
planning support. This research is defined as an action-research conducted within a company
producing structures precast concrete, located in Goiânia city metropolitan area, covering three
cases studied. The work initially sought to develop a performance measurement system based on
the deployment of productivity indicators related to services running and then adjust this
measurement system to schedule both the factory and the construction site setting in supporting
planning decisions and control for the company. Among the results of the study confirmed the
subsidies planning phase of the construction with the indicators found, suggesting the
reformulation of project planning from the consideration of performance measurements, and
effective control of management processes. / O nível cada vez mais elevado da eficiência dos concorrentes e de exigência dos clientes tem
levado as corporações a buscarem melhorar seus desempenhos. Apesar dos esforços acadêmicos, o
uso e compreensão dos sistemas de gestão, em especial dos conceitos e práticas da medição de
desempenho e o uso dos indicadores de desempenho, não são aplicados sistematicamente em
grande parte das empresas de construção. A ausência de medidas adequadas associadas às
estratégias das empresas tem sido apontada como uma das maiores deficiências nos sistemas de
gestão das mesmas. Diante deste cenário e da escassez de aplicação deste tema no âmbito de obras
com a tecnologia de estruturas pré-moldadas em concreto, o trabalho tem por objetivo implantar um
sistema de medição de produtividade nos processos de fabricação e montagem de estruturas prémoldadas
em concreto para apoio ao planejamento de curto prazo. A pesquisa se configura numa
pesquisa-ação realizada dentro de uma empresa produtora de estruturas pré-moldadas em concreto localizada no entorno de Goiânia, abrangendo três casos estudados. O trabalho buscou inicialmente
desenvolver um sistema de medição de desempenho baseado na implantação de indicadores de
produtividade relacionados aos serviços em execução e, posteriormente, adequar este sistema de
medição ao cronograma, tanto da fábrica quanto da obra, configurando no apoio às decisões de
planejamento e controle para a empresa. Entre os resultados, o trabalho confirma os subsídios à
fase de planejamento das obras com os indicadores encontrados, propondo a reformulação do
planejamento do projeto a partir da consideração das medições de desempenho, além de efetivar o
controle dos processos gerenciais.
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Resistência ao cisalhamento de vigas “T” de concreto armado: verificação das longarinas da ponte sobre o rio SororóBRANCO, Vitor Hugo Lopes January 2011 (has links)
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Previous issue date: 2011 / FAPESPA - Fundação Amazônia de Amparo a Estudos e Pesquisas / O comportamento estrutural de uma viga T permite avaliar diferentes contribuições de resistência ao cisalhamento entre partes distintas de uma mesma seção transversal, permitindo
estabelecer diretrizes para a disposição de armadura nessas regiões. Para quantificar as
participações de mesas colaborantes e almas desse tipo de seção na resistência característica
ao cisalhamento, foram investigadas experimentalmente 10 vigas de concreto armado
constituídas de seções T, visando avaliar as recomendações da norma NBR, ACI e EC2 no
que se refere ao desempenho de vigas T ao cisalhamento. Uma das vigas foi confeccionada para testemunho e as demais foram idealizadas com variação nas dimensões da mesa, para
aumentar assim a área de concreto colaborante da seção. A armadura de flexão foi mantida constante em todos os casos e a armadura de cisalhamento foi suprimida, para que todas as
vigas tivessem rupturas por cisalhamento antecipadas em relação à ruína por flexão. O concreto utilizado teve resistência à compressão de 47 MPa. Percebe-se claramente a
influência da mesa colaborante na resistência última ao cisalhamento dos elementos estruturais ensaiados. O aumento da carga última foi significativo nas vigas com abas,
passando do dobro da carga da viga de referência, e mais ainda, nas vigas com altura (hf) de 80 mm, nas quais a contribuição da mesa foi capaz de modificar o modo de ruptura das peças
cujas armaduras de flexão entraram em processo de escoamento e o incremento de rigidez dado aos elementos em virtude do aumento da área de concreto (abas) da seção transversal foi
em torno de 25%. A partir destes e outros resultados foi possível amplificar a resistência ao cisalhamento das longarinas da ponte sobre o rio Sororó da ferrovia Carajás em 1,93 vezes a resistência teórica para viga retangular no caso. / The structural behavior of a T beam gives assessment of different contributions on shear strength between different parts of the same cross section, allowing to establish guidelines for
the provision of shear and flexure reinforcement. To quantify the contribution of the flange and web of such section in the shear strength were experimentally investigated 10 reinforced
concrete beams consisting of T section aiming to evaluate the recommendations of NBR, ACI and EC2 standards about T beams subjected to shear. One of the beams was the control beam to be compared with, the others were idealized with a variation on the size of the cross section of the flange, to increase the cross section concrete area. All of the beams had no stirrups and the longitudinal reinforcement was the same in all cases. The concrete compressive strength was 47 MPa. It is clearly observed that the cross section made great influence on the shear ultimate strength of the structural elements tested in the laboratory, despite the sudden
collapse, it is understood that the development of critical shear cracks depends on how the longitudinal tension is distributed in accordance with shear. The rise of the ultimate strength
in the beams with flanges was observed to a level near the double of the ultimate shear force presented by the beam , and more clearly in beams with hf=80 mm, in which the concrete contributions were able to modify the collapse of those specimens, due to the yield of the tensile reinforcement, and the gain of stiffness that was about 25% higher when compared to the rectangular beam in terms of displacements. Through the acquired results it was possible
to estimate the ultimate shear strength gain of the beams of the bridge over the Sororó river of the Carajás railway, giving a gain of a rectangular beam strength multiplied by 1,93 in that
case.
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Análise termoelástica experimental e computacional por elementos finitos da parede externa em concreto armado de um forno de cozimento de anodo / Experimental and computational termoelástica analysis for finite elements of the external wall in armed concrete of an anode baking ovenTEIXEIRA, Marcelo Rassy 16 December 2004 (has links)
Made available in DSpace on 2011-03-23T21:19:39Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Item created via OAI harvest from source: http://www.bdtd.ufpa.br/tde_oai/oai2.php on 2011-03-23T21:19:39Z (GMT). Item's OAI Record identifier: oai:bdtd.ufpa.br:295 / This thesis presents a study about the behavior of a reinforced concrete structure subjected to high thermal variations. The structure under investigation is the external wall of an anode furnace used in Aluminum production, and is subjected to thermal variations in the range of 125C (2282 F) due to the furnace operation. The main motivations for the study were the presence of large deformations and occurrence of cracks in the structure, which could cause the furnace to become inoperable. The objective of the research was to investigate the causes of these structural pathologies, as well as to establish retrofit proposals for the structure. For this purpose, experimental and numerical studies were carried out. At first, the structure was monitored using displacement transducers and temperature sensors (thermocouples) connected to a data acquisition system, which could automatically obtain and store samples along the test period. Next, computer models were developed, using a multiphysics Finite Element Code called Algor, for the evaluation of temperature distribution and corresponding thermal stresses and strains in the structure. In these studies, stationary and transient heat conduction analyses were performed, followed by thermal stress analyses. As a conclusion of this research, it can be stated that the proposed methodology, based on advanced tools of structural engineering, was very suitable for the study of the presented phenomenon, since it rendered a precise and economic solution for the problem. / Nesta dissertação foi desenvolvido um estudo sobre o comportamento de uma estrutura em concreto armado submetida a elevadas variações térmicas. A estrutura analisada consiste na parede externa de um forno de cozimento de anodo utilizado na produção de Alumínio, e está submetida a variações térmicas de cerca de 125C devido à própria operação do forno. As motivações principais para o estudo foram a ocorrência de grandes deformações e o surgimento de fissuras na estrutura, o que poderia provocar a inutilização do forno. O objetivo do trabalho foi a investigação das causas destas patologias, assim como o estabelecimento de propostas para reforço da estrutura. Para isso, foram realizados estudos experimentais e computacionais do comportamento da estrutura. Inicialmente, a estrutura foi monitorada utilizando-se transdutores de deslocamento e sensores de temperatura (termopares), conectados a um sistema de aquisição de dados para obtenção e armazenamento automática das amostras ao longo do tempo. Em seguida, foram desenvolvidos modelos computacionais em Elementos Finitos com auxilio do programa computacional Algor, para determinação da distribuição de temperatura e as correspondentes tensões e deformações de origem térmica na estrutura. Nestes estudos, foram realizadas análises estacionárias e transientes de condução de calor, seguidas de análises de tensões de origem térmica. Como conclusão do estudo, tem-se que a metodologia proposta para a solução do problema foi bastante satisfatória, solucionando o problema de forma precisa, porém econômica.
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Durabilidade de concretos com agregados reciclados / Durability of concrete with recycled aggregateRizzo, Giovanna Falzetta 26 February 2018 (has links)
Submitted by SBI Biblioteca Digital (sbi.bibliotecadigital@puc-campinas.edu.br) on 2018-04-10T19:01:59Z
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Previous issue date: 2018-02-26 / Funda??o de Amparo ? Pesquisa do Estado de S?o Paulo - FAPESP / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior - CAPES / Civil construction is one of the industries that most impact the environment. The
extraction of natural resources, the cement production, the concrete production and the
use of its components, beyond the reckless generation of construction, materials that are
often discarded as ?rubble?, affects directly affect the environment, the society and cities.
Construction waste is already used in many European countries as recycled aggregates
for concrete mix with for structural purposes. In Brazil, its use is still restricted to concrete
without structural function, because the characteristics of the recycled aggregates can
increase the permeability of the concrete. Due to the high porosity of the recycled
aggregate when compared to the natural ones, it is expected that the concrete produced
with the recycled aggregate higher porosity and consequently, fluids and gases will be
easier to penetrate inside, directly affecting the durability and the useful life of reinforced
concrete structures. In order for recycled aggregates to be a possible substitute for
natural aggregates in the concrete mix for structural purposes, this work aims to study
the parameters that affect the durability, determining and comparing through laboratory
tests the physical and mechanical characteristics of concrete produced with different
types of recycled aggregate. Four different types of coarse aggregates were defined for
the accomplishment of this work, natural (AN), concrete (ARCO), cement-based
materials aggregate (ARCI) and treated cement-based materials aggregate and two
levels of natural aggregate replacement by aggregates recycled, 20 and 30% were
employed. The concretes were tested in the ages of 7, 28, 90, 180 days and after 180
days of immersion in saline solution. The physical and mechanical characteristics of the
concretes were determined, as well as indirect measurements of durability, such
determination of air permeability, chloride ion penetration, carbonation and migration of
chloride ions. The results indicated that concrete using recycled concrete aggregate
(ARCO) produced 100% of crushed concrete presented characteristics similar to
conventional concrete, and that the increase in the substitution content of 20 to 30% did
not cause significant loss in concrete characteristics. As for the cement-based materials
aggregate (ARCI), the results obtained for concrete with 30% substitution content were
higher than for the concrete produced with the substitution content of 20%, and when
compared to the conventional concrete the results presented by both concretes were
inferior. However, for the substitution content of 30% even the results being inferior to
the conventional concrete it presented good mechanical behavior. The concretes
produced with the treated cement-based materials aggregate (ARCI Treated) did not
present better performance than those with cement-based materials aggregate (ARCI)
for most of the characteristics evaluated indicating that the proposed treatment was not
adequate. / A constru??o civil ? uma das ind?strias que mais causam impacto ao meio ambiente. A extra??o desenfreada dos recursos naturais, a produ??o de cimento, a produ??o de concreto e a utiliza??o dos seus componentes, al?m da gera??o imprudente dos res?duos de constru??o civil, materiais esses que muitas vezes s?o descartados como ?entulho? afeta diretamente o meio ambiente, ? sociedade e ?s cidades. Os res?duos de constru??o civil j? s?o utilizados em muitos pa?ses da Europa como agregados reciclados para a mistura de concreto com fins estruturais. No Brasil, a sua utiliza??o ainda ? restrita a concretos sem fun??o estrutural, devido ? grande variabilidade do agregado reciclado, e o que elas influenciam nas caracter?sticas do concreto e em sua durabilidade. Devido ? alta porosidade do agregado reciclado quando comparado ao agregado natural, espera-se que o concreto produzido com o agregado reciclado apresente maior porosidade. E, consequentemente, flu?dos e gases possuam maior facilidade em penetrar em seu interior, afetando diretamente a durabilidade e a vida ?til das estruturas de concreto armado. Para que seja poss?vel a amplia??o no campo de consumo dos agregados reciclados, este trabalho tem como objetivo estudar os par?metros que afetam a durabilidade, determinando e comparando atrav?s de ensaios laboratoriais as caracter?sticas f?sicas e mec?nicas de concretos produzidos com diferentes tipos de agregado reciclado. Foram definidos quatro diferentes tipos de agregados gra?dos para a realiza??o deste trabalho, o natural (AN), o de concreto (ARCO), o ciment?cio (ARCI) e o ciment?cio tratado (ARCI Tratado) e dois teores de substitui??o do agregado natural pelos agregados reciclado: 20 e 30%. Os tra?os de concreto foram ensaiados para as idades de 7, 28, 90, 180 dias e ap?s 180 dias de imers?o em solu??o salina. Foram determinadas as caracter?sticas f?sicas e mec?nicas dos concretos, al?m de ensaios de medi??o indireta da durabilidade, como a determina??o da permeabilidade ao ar, penetra??o de ?ons cloreto, carbonata??o e migra??o de ?ons cloreto. Os resultados obtidos demonstram que concreto utilizando o agregado reciclado de concreto (ARCO) produzido com 100% de concreto britado apresentou caracter?sticas similares ao concreto convencional, e que o aumento no teor de substitui??o de 20 para 30% n?o ocasionou perda significativa nas caracter?sticas do
concreto. Quanto ao agregado ciment?cio (ARCI), os resultados obtidos para o tra?o com teor de substitui??o de 30% foram superiores daqueles com o tra?o produzido com o teor de substitui??o de 20%, e quando comparados ao concreto convencional os resultados apresentados para ambos os tra?os foram inferiores. Por?m, para o teor de substitui??o de 30% mesmo os resultados sendo inferiores ao concreto convencional foi
obtido um bom comportamento mec?nico. Os concretos produzidos de agregado ciment?cio tratado (ARCI Tratado) n?o apresentaram melhor desempenho que os com agregado ciment?cio (ARCI) para a maioria das caracter?sticas avaliadas indicando que o tratamento proposto n?o foi adequado.
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Transferência dos esforços cisalhantes em juntas de pavimentos rígidos / Transfer of shear strength in joints of rigid pavementsOliveira , Elisandra Miranda de 17 September 2008 (has links)
Submitted by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2017-01-26T10:17:46Z
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Previous issue date: 2008-09-17 / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / The joint is part of the constructive process of the rigid pavement. In its implementation the section of concrete located below it is weakened and eventually becoming the most vulnerable of the pavement can arise where the possible diseases that may affect their strength and durability. Despite the importance that the joint has in the life of the rigid pavement it is not exploited, and therefore became the main subject of this study. This work is an experimental study of the sawed joint in rigid pavement of concrete with evaluation of the transference of shear strength through the saweds joints. The experimental program consisted of test of fourteen simple concrete plates with sawed joint, and adoption of the following variable: presence of smooth dowel of Ø 12,5mm, variation of the length of dowel (500 mm, 400 mm and 300 mm), variation of the thickness of the plates (120 mm and 160 mm), variation of the strength to the compression of the concrete (20 MPa and 30 MPa) and of the type of used concrete (conventional and autoadensável). These plates had been supported on natural and assayed rubber layers with static shipment application in one of the sides of the together one until the rupture of the plate. The results had shown that: the use of dowel
in these meetings increases the efficiency in the transference of efforts; the increase in the thickness of the plate increases the resistant capacity of the together one, the efficiency in the transference of efforts and possesss minors displacements of the plate during the application of the shipment; the dowel with reduced size are efficient, but the bars of 400 mm present resulted next to the one to the bar in commercial size, 500 mm; the plates in autoadensável concrete after the fissuration practically do not present contribution of the concrete in the transference of efforts for the intertravamento of aggregates; the sawed joint depth of the together one has influence in the way of rupture of the plate and tack relation enters the bar of transference and concret. / A junta faz parte do processo construtivo do pavimento de concreto. Na sua execução a seção de concreto localizada abaixo dela fica enfraquecida e acaba se tornando o ponto mais vulnerável do pavimento onde podem surgir as possíveis patologias que venham a afetar a sua resistência e
durabilidade. Apesar da importância que a junta possui na vida útil do pavimento de concreto este assunto é pouco explorado, e por isso se tornou o objeto principal deste estudo. Este trabalho é um estudo experimental das juntas serradas em pavimento rígido de concreto com avaliação da transferência de esforços cisalhantes através das juntas serradas. O programa experimental constou de ensaios de quatorze placas em concreto simples com junta serrada, e adoção das seguintes variáveis: presença de barra de transferência lisa de Ø 12,5mm, variação do comprimento das barras de transferência (500 mm, 400 mm e 300 mm), variação da espessura das placas (120 mm e 160 mm), variação da resistência característica à compressão do concreto (20 MPa e 30 MPa) e do tipo de concreto utilizado (convencional e autoadensável). Essas placas foram apoiadas sobre camadas de borracha natural e ensaiadas com aplicação de carregamento estático em um dos lados da junta até a ruptura da placa. Os resultados mostraram que: o uso de barras de transferência nessas juntas aumenta a eficiência na transferência de esforços; o aumento na espessura da placa aumenta a capacidade resistente da junta, a eficiência na transferência de esforços e possuem menores deslocamentos da placa durante a aplicação do carregamento; as barras com tamanho reduzido são eficientes, mas as barras de 400 mm apresentam resultados próximos ao da barra em tamanho comercial, 500 mm; as placas em concreto autoadensável após a fissuração praticamente não apresentam contribuição do concreto na transferência de esforços pelo intertravamento dos agregados; a profundidade da junta serrada tem influência no modo de ruptura da placa e relação de aderência entre a barra de transferência e o concreto.
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Contribuição ao estudo do comportamento mecânico do concreto utilizando diferentes modelagens em elementos finitos na escala mesoscópica / Contribution to the study of mechanical concrete behavior using different models in finite elements on the mesoscopic scaleQuaresma, Wanessa Mesquita Godoi 06 July 2016 (has links)
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Previous issue date: 2016-07-06 / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / This work deals with the study of the concrete mechanical behavior using a two-dimensional
numerical modeling in mesoscopic scale. The material is considered to be composed of three
phases consisting of the interface zone matrix and inclusions, where each constituent is modeled
properly. In the representative volume element (RVE) inclusions of as various shapes and
randomly arranged are considered. The interface zone is modeled by finite elements where a model
of fracture and contact recently proposed is incorporated. On the other hand, the transition zone is
modeled by triangular finite elements where the Mohr-Coulomb model with lower strength
characteristics compared to the mortar, is used. Inclusion is modeled as a linear elastic material and
the matrix is considered as elastoplastic materials governed by the Mohr-Coulomb model. Our
main goal is to show that a formulation based on computational homogenization is an alternative to
complex macroscopic constitutive models for the mechanical behavior of brittle materials using a
procedure based on the Finite Element Method and a multiscale theory. Examples changing the
form of aggregate, their volume fraction and distribution in RVE, as well as various strategies for
modeling the transition zone are shown to illustrate the performance of the proposed model. The
results evidence that the proposed modeling leads to are promising results for employment in a
multiscale modeling. Also, this work shows the importance of parametric identification of fracture
and contact model in the microstructural analysis of concrete. / Este trabalho trata do estudo do comportamento mecânico do concreto utilizando uma
proposta de modelagem numérica bidimensional em escala mesoscópica. O material é
considerado como composto por três fases consistindo de zona de interface, matriz e
inclusões, onde cada constituinte é modelado adequadamente. O Elemento de Volume
Representativo (EVR) consiste de inclusões idealizadas como de várias formas e
aleatoriamente dispostas no EVR. Uma das abordagens permite que a zona de interface seja modelada por meio de elementos finitos coesivos de contato, onde um modelo de fratura e
contato recentemente proposto é incorporado ao elemento. Por outro lado, a zona de
transição pode ser modelada por elementos finitos triangulares onde o modelo de Mohr-
Coulomb com características de menor resistência em relação à argamassa, é utilizado. A
inclusão é modelada como sendo um material elástico linear, já a matriz é considerada como
material elastoplástico obedecendo ao modelo de Mohr-Coulomb. O principal objetivo é
mostrar que uma formulação baseada na homogeneização computacional é uma alternativa
aos modelos constitutivos macroscópicos complexos para o comportamento mecânico de
matérias frágeis usando um procedimento baseado no Método dos Elementos Finitos no
âmbito de uma teoria multiescala. Uma série de exemplos envolvendo a mudança de forma de
agregados, sua fração volumétrica e sua distribuição no EVR, assim como diferentes
estratégias de modelagem da zona de transição, é apresentada de modo a ilustrar a
performance da modelagem proposta. Os resultados encontrados evidenciam que as
modelagens propostas apresentam resultados promissores para o emprego numa modelagem
multiescala. Também, este trabalho mostra a importância da identificação paramétrica do
modelo de fratura e contato na análise microestrutural do concreto.
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Estudos experimentais sobre cisalhamento em vigas de concreto auto adensável variando-se a altura e a taxa de armadura longitudinal / Experimental studies on shear in self compacting concrete beams by varying beam depth and longitudinal reinforcement ratioTeodoro, Heitor Ventura 03 May 2013 (has links)
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Previous issue date: 2013-05-03 / This study presents the results of an experimental research on shear in self compacting concrete
beams. The influence of beam depth and longitudinal reinforcement ratio in beams was
evaluated and results compared with similar beams cast with conventional concrete beams.
Cracking, deformations in compression strut, vertical displacements, reinforcement
deformation and load failure and failure mode were evaluated. Sixteen 1000 mm long beams
with a 150 mm cross sectional width were tested. Eight beams were cast with self compacting
concrete and eight with conventional concrete. Both were designed for a concrete fck
= 25 MPa. The longitudinal reinforcement of each beam was design to ensure shear failure.
Each group consisted of eight beams with four beams had a longitudinal reinforcement ratio of
1.3% and beam depths of 20 cm, 25 cm, 30 cm and 35 cm in height, and the other four beams
had longitudinal reinforcement ratio of 2,3% with the same beam depths. The beams were
instrumented with seven LVDT's, five of which were positioned to read vertical displacements
and the other two were glued on the side of the beam for measuring crack width and
displacements in the compression strut. Four strain gages used in the beam’s longitudinal and
transverse reinforcement. The beams were tested to failure with a concentrated load at midspan.
The results showed that all the beams failed by crushing of the concrete compression zone
above the shear crack. Overall, conventional concrete beams ultimate loads were between 9%
and 18% greater than those obtained with the self compacting concrete beams, and the
difference was slightly higher in the beams with 1.3% of longitudinal reinforcement ratio. This
increased resistance of conventional concrete beams was due to greater aggregate interlock
which occurs due to the greater number and larger maximum aggregate size in conventional
concrete. Interlock mechanism was also responsible for the largest width of diagonal cracks in
conventional concrete beams, on average 21% higher than in self compacting concrete beams,
and the ratio between higher ultimate load and load at the first diagonal crack, on average 28%
higher. The largest diagonal crack width led the transverse reinforcement of the conventional
concrete beams to deform, on average, 64% more than the self compacting concrete beams. All
three standards considered (NBR 6118:2007, Eurocode and ACI 318:2011 2:2003) were
conservative and underestimated the ultimate shear load, mainly by the fact that in none of them
take into account the arching action, which occurs in beams with ratio a/d < 2.5. The average
ultimate loads of the beams were 73.1% higher than those calculated by the standards. / Este estudo apresenta os resultados de uma pesquisa experimental sobre cisalhamento em vigas
de concreto auto adensável. Foi avaliada a influência da altura da viga e da taxa de armadura
longitudinal em vigas e feita uma comparação de resultados com vigas de concreto
convencional abordando fissuração, deslocamentos na biela de compressão, deslocamentos
verticais, deformação nas armaduras e carga e modo de ruptura. Foram ensaiadas dezesseis
vigas com 1000 mm de comprimento e 150 mm de base, sendo que oito vigas foram de concreto
auto adensável e oito de concreto convencional. Ambos os concretos foram projetados para um
fck = 25 MPa. A armadura longitudinal de cada uma das vigas foi dimensionada pra garantir
que houvesse ruptura por cisalhamento. Cada grupo de oito vigas era composto por quatro vigas
com taxa de armadura longitudinal de 1,3%, que tinham alturas de 20 cm, 25 cm, 30 cm e 35
cm, e quatro vigas com taxa de armadura longitudinal de 2,3%, com as mesmas alturas. As
vigas foram instrumentadas com sete LVDT’s, sendo que cinco foram posicionados para leitura
de deslocamentos verticais e os outros dois foram colados na face lateral da viga para medição
da largura de fissuras e de deslocamentos na biela de compressão, e quatro extensômetros
elétricos, sendo que dois foram colados na armadura transversal e os outros dois na armadura
longitudinal. As vigas foram ensaiadas de uma só vez até a ruptura com uma carga concentrada
no meio do vão entre apoios. Os resultados mostraram que todas as vigas romperam por
esmagamento do bordo comprimido acima da fissura de cisalhamento. Em geral, as vigas de
concreto convencional tiveram cargas de ruptura entre 9% e 18% maiores que as vigas de
concreto auto adensável, sendo que a diferença foi ligeiramente maior nas vigas que tinham
1,3% de taxa de armadura longitudinal. Esta maior resistência das vigas de concreto
convencional foi atribuída ao maior mecanismo de intertravamento entre agregados graúdos
destas vigas, que ocorre devido ao maior número e maior dimensão máxima característica dos
agregados. O mecanismo de intertravamento entre agregados também foi o responsável pela
maior largura de fissuras diagonais nas vigas de concreto convencional, em média 21% maior
que nas vigas de concreto auto adensável, e pela maior relação entre carga de ruptura e carga
de surgimento da primeira fissura diagonal, sendo em média 28% maior. A maior largura de
fissuras diagonais fez com que a armadura transversal das vigas de concreto convencional
deformasse em média 64% mais do que as vigas de concreto auto adensável. Todas as três
normas consideradas (NBR 6118:2007, ACI 318:2011 e EUROCODE 2:2003) foram
conservadoras e subestimaram a carga de ruptura devido ao esforço cortante, principalmente
pelo fato de que em nenhuma delas é levada em consideração a ação de arco, que ocorre em
vigas com relação a/d < 2,5. Em média, as cargas de ruptura das vigas foram 73,1% maior que
as calculadas pelas normas.
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Formulação hipersingular do método dos elementos de contorno para a solução de problemas bidimensionais de elastostática / Hypersingular formulation the boundary element method for solving two-dimensonal problems of elastostaticSantos, Claudia Gomes de Oliveira 31 July 2013 (has links)
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Previous issue date: 2013-07-31 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The Boundary Element Method (BEM) has been successfully employed in the analysis of various engineering problems. The BEM consists in a mathematical modeling, for a numerical solution of a system of integral equations, and in their cores may appear singularities. This paper presents the Classical and Hypersingular formulation of the Boundary Element Method for dimensional elastostatic problems with smooth boundary geometry. The improper integrals arising from the singularities of the core in the hypersingular formulation are treated by Hadamard finite parts. In the discretization process two types of interpolation are used, one traditional and the other special. Traditional interpolation is used in all bondary elements that have no point , special interpolation ensures the continuity of the tangential derivative of displacements on the element that contains the point . To accomplish this, a theoretical mathematics study of related topics was performed. The hypersingular formulation developed in this work was implemented through the Intel Visual Fortran compiler. Some problems were analyzed and the obtained results were compared with those of analytical solution or through the Finite Element Method. The results achieved were satisfactory validating the proposed formulation / O Método dos Elementos de Contorno (MEC) vem sendo empregado com sucesso na análise de diversos problemas de engenharia. O MEC consisti em uma modelagem matemática, para resolução numérica de um sistema de equações integrais, e que em seus núcleos podem aparecer singularidades. Nesse trabalho apresenta a formulação Clássica e Hipersingular do Método dos Elementos de Contorno para problemas de elastostática bidimensional com geometria de contornos não suaves. As integrais impróprias que surgem da singularidade do núcleo na formulação hipersingular são tratados por partes finitas de Hadamard. No processo de discretização utiliza-se de dois tipos de interpolação, uma tradicional e outra especial. A interpolação tradicional é utilizada em todos os elementos de contorno que não tem o ponto , a interpolação especial garante a continuidade da derivada tangencial dos deslocamentos no elemento que contém o ponto . Para a realização deste, foi realizado um estudo teórico-matemático dos tópicos afins. Implementou-se a formulação hipersingular desenvolvidas no trabalho através do compilador Intel Visual FORTRAN. Foram analisados alguns problemas e os resultados obtidos comparados àqueles de solução analítica ou através do Método dos Elementos Finitos. Os resultados alcançados mostraram-se satisfatórios validando a formulação proposta.
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