A análise eslálica de cascas de concrelo armado submelidas a cargas de curta duração é realizada numericamente pelo mélodo de elemenlos finitos. É adolado um modelo laminar, no qual a espessura é dividida em diversas camadas e as armaduras são consideradas como camadas extras. O elemenlo ulilizado é o isoparamélrico quadrálico para cascas baseado em uma teoria que inclui a deformação por corte. A não-linearidade fisica é introduzida através das equações constitutivas para os materiais componentes e a não-linearidade geométrica através de uma parcela da deformação de membrana, baseada em uma teoria de pequenas deformações e relações moderadas. As equações não-lineares de equilibrio são resolvidas por um processo incremenlal- ileralivo. O modelo para o concreto é histerélico degradativo e para o aço e elasto-plástico com histerese. Um processo de dimensionamento da armadura para a análise linear é apresenlado com o objelivo de fazer um estudo comparativo sobre a influncia da não-linearidade fisica na capaciadade de carga da estrutura. / Reinforced concrete shells, subjected to short time loads, are statically analized by using a finite element model. A layering technique, in which the thickness is divided in a set of layers and the steel reinforcement is regarded as an extra layer, is adopted. An isoparametric quadratic curved finite element, I used. The physical non-linearity is introduced through the components constutive equations and the geometrical non-linearity is introduced by a portion of the membrane deformation. In order to solve the non-linear equations, an incremental-iterative process of constant stiffness is implemented. The concrete model is hysteretic with degrading stiffnes and a hysteretic elastic-plastic model is adopted for with the purpose of making a comparative study on the influence of physical non-linearity in the structure load capacity.

O objetivo deste trabalho é desenvolver um modelo computacional, baseado no método dos elementos finitos, para o estudo de peças de concreto armado e protendido submetidas a estados planos de tensão. O estudo abrange situações de carga de curta e longa duração, onde consideram-se fluência e retração do concreto e relaxação do aço. São utilizados modelos constitutivos elasto-viscoplásticos para descrever o comportamento dos materiais. Implementou-se um modelo de camadas superpostas para melhor representar o comportamento do concreto, onde o material é composto de diversas camadas que sofrem a mesma deformação. Cada camada possui diferentes características materiais e a tensão total é obtida pela soma das diferentes contribuições de cada camada. Para a fissuração da concreto, utilizou-se um modelo de fissuras distribuídas, que leva em conta a contribuição do concreto entre fissuras. Tanto a amadura passiva como a de pratensão são introduzidas no modelo como uma linha de material mais rígido dentro do elemento de concreto. Os deslocamentos ao longo da armadura são referenciados aos deslocamentos nodais do elemento de concreto. Deste modo, obtém-se uma matriz de rigidez para a armadura com as mesmas dimensões que a matriz de rigidez do elemento de concreto, A matriz de rigidez do elemento concreto-aço é a soma das duas matrizes. Considera-se aderência perfeita entre o concreto e o aço. Os resultados obtidos com esse programa computacionai são comparados com valores experimentais disponíveis. / The purpose of this work is to develop a computational model, based on the Einite element method, for the study of reinforced and prestessed concrete structures under plane stress states. The study comprehends short and long-term loading situations, where creep and shrinkage in concrete and steel relaxation are considered. Elasto-viscoplastic constitutive models are used to describe the behavior of the materiais. An overlay model is included to better represent the concrete behavior, where the material is composed by several layers which have the same deformation. Each layer has different material properties and the total stress is obtained by the sum of the different contributions of each one. A smeared crack model is used for the cracking of concrete, which considers the contribution of concrete between cracks. The passive reinforcement as well as the prestressing one are inserted in the model as a stiffer material line inside the concrete element. The displacements along the reinforcement are referred to the nodal displacements af the concrete element. So, a stiffness matrix for the reinforcement with the same dimensions of the stiffness matrix of the concrete element is obtained. The stiffness matrix of the reinforcement element is the sum of both above mentioned matrices. The bond between concrete and steel is assumed to be perf ect. The results obtained through this computational program are compared with available experimental values.

A análise da iteração solo-estrutura em fundações é um importante campo de pesquisa que ainda tem um grande progresso a ser feito. No presente trabalho foi desenvolvido um programa computacional para a análise da interação solo-estrutura de fundações de concreto armado. Este tema abrange duas áreas da engenharia civil: estruturas e geotecnia. O método dos elementos finitos foi usado no trabalho na seqüência para resolver o problema considerando estado plano de defonnação e comportamento elastoplásti.co dos materiais estudados (solo, concreto e aço). A linguagem de programação MATLAB foi usada em toda esta pesquisa como alternativa ao FORTRAN. O MATLAB foi escolhido uma vez que é uma linguagem de programação que permite facilmente construir uma interfàce de pré e pósprocessamento amigável. Os passos para a solução completa do problema foram os seguintes: Primeiramente um programa foi desenvolvido considerando o comportamento elastoplástico com critérios de plastificação e ruptura específicos para o concreto e solo. Soluções analíticas fechadas foram usadas para checar a precisão do programa. O segundo passo foi a introdução do reforço de aço no concreto por meio de um modelo para armaduras. Logo após, um modelo de fissuras para o concreto 1racionado foi in1roduzido no programa. Na seqüência o programa de pré e pós-processamento foi desenvolvido para gerar a malha de elementos finitos (pré-processamento), distribuição tensões e deformações, mapa de fissuras, etc (pósprocessamento). Finalmente, os parâme1ros constitutivos do solo, concreto e aço foram calibrados e várias situações reais de interação do solo-concreto de fundações de concreto armado foram simuladas. Nesta dissertação são encontrados resultados para as pressões de contato sapata-solo. Diferentes diagramas de tensões de interfàce foram obtidos em função rigidez relativa do elemento estrutural de concreto armado-solo. Na análise mnnérica, rigidez relativa desempenhou uma relevante função no comportamento mecânico do elemento estrutural de concreto armado (sapata) e da base de assentamento (solo), uma vez ruptura em ambos os casos esteve diretamente relacionada a esta grandeza. São encon1rados, em função da rigidez relativa, resultados indicativos dos modos de falha da fundação, excessiva plastificação do solo em fundações com rigidez relativa alta, e a plastificação armaduras, esmagamento do concreto, formação de fissuras, bielas e confinamento concreto para fundações de rigidez relativa baixa. Na análise numérica, obteve-se resultados importantes com relação ao projeto de fundações. Estes resultados foram cOnITontadoscom normas, destacando-se as discordâncias com relação às recomendações da nonna brasileira Projeto e Execução de Fundações" NBR-6122 (1996) para os diagramas de tensões interface sapata-solo usados no dimensionamento de fundações de concreto armado.

As pesquisas com o concreto buscam cada vez mais alternativas para melhorá-lo em desempenho, não apenas nas resistências mecânicas, mas também e principalmente quanto à sua durabilidade. Para isso, a utilização das adições minerais nos concretos, principalmente a partir da década de 80, no Brasil, passaram a fazer parte dos experimentos, em função dos benefícios que trazem para minimizar os problemas patológicos de deterioração do material. No entanto, estudos em concretos com essas adições precisam ser melhor investigados, especialmente na proteção da armadura contra a corrosão. Em vista disso, o presente trabalho teve como objetivo principal avaliar o desempenho dos concretos com e sem adições minerais frente à corrosão do aço induzida por carbonatação acelerada. Foram pesquisados, nas relações água/aglomerante (a/ag) nominais de 0,50, 0,60 e 0,70, cinco tipos de concreto, sendo quatro com adições minerais (substituição em massa): cinza volante 25% e 50%, cinza de casca de arroz 25% e escória granulada de alto-forno 70% e um sem adição: 100% cimento CPV-ARI, tomado como referência. Os concretos foram curados por 49 dias em câmara úmida e, em seguida, passaram por um processo de précondicionamento para equilíbrio de umidade interna até completarem 91 dias, segundo recomendações da RILEM-TC116/1999. O processo da corrosão foi induzido por carbonatação (10% de CO2 em volume) e acelerado por ciclos de molhagem/secagem, sendo avaliado através das técnicas eletroquímicas do potencial de corrosão e resistência de polarização bem como do ensaio de perda de massa gravimétrica. Também foram realizados os ensaios complementares de resistência à compressão axial, permeabilidade a gases, absorção capilar d’água, profundidade de carbonatação e pH. Os resultados mostraram que os concretos feitos com adições minerais, principalmente aqueles com altos teores (cinza volante/50% e escória/70%), apresentaram menor proteção para o aço contra a corrosão, quando comparados com o concreto de referência, feito somente com cimento. Portanto, no contexto das presentes condições experimentais, concluiu-se que os concretos com os tipos e teores de adições minerais estudados, para resistências à compressão ≤ 40 MPa e relações a/ag ≥ 0,50, não apresentaram desempenhos adequados no tocante à corrosão do aço induzida por carbonatação, necessitando, no entanto, de mais experimentos que comprovem tal comportamento para concretos em estruturas reais.

Submitted by Fatima Fonseca (fatima.fonseca@sibi.ufrj.br) on 2017-06-12T17:43:44Z No. of bitstreams: 1 Newton de Castro.pdf: 5581319 bytes, checksum: d2733a87bc615fcf82540c5125be13af (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-12T17:43:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Newton de Castro.pdf: 5581319 bytes, checksum: d2733a87bc615fcf82540c5125be13af (MD5) Previous issue date: 1971-05 / O presente trabalho tem por finalidade a verificação da resistência ao esforço cortante do concreto leve estrutural. Foram ensaiadas dez vigas de concreto armado nas quais utilizou-se, como agregado graúdo, a argila expandida. As vigas possuíam características geométricas e mecânicas diferentes entre si e foram divididas em dois grupos, de acordo com a hipótese feita para sua rutura: a) esmagamento da biela de concreto; b) escoamento da armadura transversal. Estudou-se a influência da relação M/Th na contribuição do concreto para a resistência ao esforço cortante. Concluiu-se que os atuais critérios de verificação da resistência ao esforço cortante, preconizados pelo "Comité Européen du Béton-Fédération Internationale de la Précontrainte" (CEB-FIP), são aplicáveis também ao concreto leve estrutural. / The scope of the present paper is the study of the shear strength of structural members made of lightweight concrete. Ten lightweight reinforced concrete beams prepared with expanded shale coarse aggregates were tested. The beams were designed in such way that their geometrical and mechanical characteristics were different for each specimen. The set of beams tested were arranged in two different groups regarding the colapse behavior, namely: a) crushing of the concrete web in the direction of the diagonal cracks; b) yield of the web reinforcement. The dependence of the ammount of the shear force supported only by the concrete on the ratio M/Th was investigated. The test results have shown that the specifications suggested by the "Comité Européen du Béton - Fédération Internationale de la Pré-contrainte", for evaluating the allowable shear strength of structural members can also be used for lightweigth reinforced concrete beams.

Submitted by Fatima Fonseca (fatima.fonseca@sibi.ufrj.br) on 2017-06-23T17:07:21Z No. of bitstreams: 1 121737.pdf: 1162072 bytes, checksum: 79c2b88d5b3641bf3781e2ab144bc74e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-23T17:07:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 121737.pdf: 1162072 bytes, checksum: 79c2b88d5b3641bf3781e2ab144bc74e (MD5) Previous issue date: 1969 / O principal problema abordado neste trabalho é a determinação das frequências naturais de vibrações transversais de viga com carga axial, que tem uma massa concentrada e mola, localizadas num ponto qualquer ao longo do comprimento da viga. O caso de uma viga com duas massas e molas é também analisado. Soluções exatas para uma viga com massa concentrada por métodos clássicos foram encontradas por Karman (5) para viga simplesmente apoiada com massa concentrada no ponto médio e por Prescott (6) para viga em balanço com massa concentrada na extremidade livre. A extensão das soluções para o efeito de uma mola pode ser feita por processos clássicos somente para os casos especiais mencionados. Soluções aproximadas para a menor frequência natural de um sistema viga-massa-mola podem ser obtidos pelo método da energia de Rayleigh-Ritz (4,8) mas nem sempre é possível determinar o grau de aproximação. O método utilizado faz uso de uma expansão em termos do conjunto de funções ortogonais associadas com os modos normais de vibração de uma viga. Tal método foi usado para o caso particular de viga em balanço sem carga de compressão com sistema massa-mola por Young (1). / The principal problem undertaken is this work is the determination of the natural frequencies of lateral vibrations of a beam with axial load, wich carries a concentrated mass and spring located at any point along the length of the beam. The case of a beam with two concentrated masses and springs is also analysed. Exact soluctions for a beam with concentratedmass by classical methods was found by Karman (5) for a simply supported beam with concentrated mass at its mid-point and by Prescott (6) for a cantilever beam with concentrated mass at its free end. The extension of the solutions to include the efect of a spring can be made by classical methods only for the special cases mentioned. Aproximate solutions for the lowest natural frequency of a beam, mass, and spring system may be obtained by the Rayleigh-Ritz (4,8) energy methods but it is not always possible to determine the degree of aproximation. The method adopted makes use of a series expansion in terms of the set of orthogonal functions associated with the normal modes of vibration of a beam. Such a method was used for the particular case of an axially unloaded cantilever beam with mass and spring by Young (1).

Submitted by Fatima Fonseca (fatima.fonseca@sibi.ufrj.br) on 2017-06-29T12:05:37Z No. of bitstreams: 1 130558.pdf: 2693244 bytes, checksum: 0dbe6fe54b457bbf0a02df75f232a3ed (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-29T12:05:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 130558.pdf: 2693244 bytes, checksum: 0dbe6fe54b457bbf0a02df75f232a3ed (MD5) Previous issue date: 1972-11 / CNPq / Análise de cascas com forma geométrica arbitrária e estruturas laminares pelo método dos Elementos Finitos, utilizando-se elementos triangulares planos com quinze e também com dezoito graus de liberdade. Inicialmente é feita uma exposição sucinta do método, ressaltando-se seu caráter variacional. Segue-se o estudo do elemento acima mencionado, onde são analisadas cinco opções para formação da matriz de rigidez da estrutura. Elaborou-se um programa automático para um computador IBM/360 MODELO 40H em Linguagem FORTRAN IV, funcionando com três das cinco opções, sendo possível a resolução de estruturas com no máximo 300 nós e 500 elementos. / Analysis of general shells and folded plates by the Finite Element Method, with the use of a plane triangular finite element with fifteen and also with eighteen degrees of freedom. A brief exposition of the Method in which its variational characteristic is pointed, is made at the begining. The development of the foregoing element is pursued with five options for the assemblage of the stiffness matrix of the structural system. An automatic program based upon this finite element is written in FORTRAN IV for an IBM/360 Model 40H computer. With this program it is possible the solution of structural systems with a maximum of 300 points and 500 elements.

Submitted by Fatima Fonseca (fatima.fonseca@sibi.ufrj.br) on 2017-08-16T15:38:52Z No. of bitstreams: 1 139804.pdf: 1443282 bytes, checksum: 6203fb2499aafe958b646b68fa9dad61 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-16T15:38:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 139804.pdf: 1443282 bytes, checksum: 6203fb2499aafe958b646b68fa9dad61 (MD5) Previous issue date: 1975-05 / Foi desenvolvido um programa de computador para dimensionamento de peças em concreto armado com seções retangulares cheias ou vazadas com armadura simétrica e uniformemente distribuída submetidas a flexão composta oblíqua. Foram utilizadas as recomendações do CEB - FIP - 1970. Métodos gráficos de verificação e dimensionamento também foram abordados. Foram estudados métodos aproximados de dimensionamento e verificação apresentados por vários autores e normas, tendo sido analisados quanto à segurança e economia. / A computer program was developed in order to design reinforced retangular full or hollow concrete sections with symetrical uniformly distributed reinforcement under biaxial bending. Theoretical bases followed CEB-FIP-1970 recommendations. Comments on grafical methods for design and checking were also presented. Studies on aproximate methods presented by several authors and codes were analysed as to their security and economic features.

Submitted by Fatima Fonseca (fatima.fonseca@sibi.ufrj.br) on 2017-09-29T15:24:17Z No. of bitstreams: 1 151361.pdf: 710053 bytes, checksum: ff6657246aef9458ba0ef9344a304baf (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-29T15:24:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 151361.pdf: 710053 bytes, checksum: ff6657246aef9458ba0ef9344a304baf (MD5) Previous issue date: 1979-07 / Este trabalho teve por finalidade o estudo do comportamento das articulações de concreto tipo Freyssinet para o caso de viadutos ferroviários. Procurou-se reproduzir as condições de um apoio deste tipo, tanto nas suas dimensões quanto nas solicitações impostas. Aplicamos assim ao modelo ensaiado milhões de ciclos de rotações, mantido constante o esforço normal de compressão. As observações tinham por finalidade, basicamente, verificar a possibilidade de prejuízos causados à articulação por eventuais efeitos de fadiga no concreto que a compõe. / The purpose of this work was to study the behavior of the Freyssinet concrete hinges, used for rail viaducts. We tried to fulfill the conditions for a support of this kind, either in its measures or in its efforts. So we applied to the model milions of cycles of rotations, keeping the axial compression steady. The aim of the notes were actually to verify the possibility of damages to the hinges due to eventual effects of fatigue in the concrete which constitute them.

O principal objetivo desta tese é o desenvolvimento e implementação de um modelo teórico que prediz o comportamento até e após a resposta máxima de estruturas laminares de concreto armado submetidas a cargas de curta duração. Como um subproduto deste trabalho foi feita a representação de estruturas laminares elastoplásticas sujeitas a cargas impulsivas. Avanços similares foram registrados na predição da capacidade de carga do concreto submetido a um estado plano de tensões, assim como na descrição das características da interação entre o aço e o concreto. A discretização espacial consiste em um arranjo de barras de treliça com rigidez equivalente ao continuo que se quer representar. As massas são concentradas nos nós e as equações de movimento são integradas explicitamente no domínio do tempo. Aplicações do Método dos Elementos Discretos (DEM) proposto ao cálculo de estruturas laminares elastoplásticas são apresentados. Propõe-se um procedimento para considerar na análise a condição de incompressibilidade no fluxo plástico. O modelo reconhece a não homogeneidade intrínseca do concreto, a qual é levada em conta por simulação. Os requisitos básicos da teoria da fratura são cumpridos usando o critério de Hillerborg. São apresentadas também as análises de uma viga, uma placa e uma casca de concreto armado submetidas a cargas impulsivas. Os resultados obtidos são comparados com resultados experimentais, os quais mostram as vantagens do método utilizado. / The main objective of this thesis is the development and implementation of a theoretical model to predict the behaviour up to and beyond the peak response of laminar reinforced concrete structures submited to short duration loadings. As by product of this is work, progress in the representation of elastoplastic shell structures subjected to impulsive loading was achieved. Similar advances were registered in the prediction of concrete capacity under plane stress, as well as in the description of interaction effects between concrete and steel reinforcement. The spatial discretization consists of an array of unidimensional elements in three dimensional cubic lattice model. The stiffness of the elements is determinated so that the modeled continuum presents the same stiffness coefficients. Masses are lumped at the nodal points and the equations of motions integrated explicity in the time domain. Aplications of the proposedl Discrete Element Methods (DEM) to elastoplastic shell structures are shown. Procedure is proposed to consider in the analysis the incompressibility condition in the plaslic flow. The model recognizes the intrinsic non homogeneity of concrete, wich is taken into account by simulation. The basic requirement of fracture theorie are met by using Hillerborg - type criteria. Detailed analysis of a reinforced concrete beams, plate and shell under impact anel impulsive loading are presented and compared with the experimental results, wich shows the advantages of the method.