A energia elétrica é, sem dúvida, um recurso indispensável para a sociedade moderna. A mesma revolucionou o modo de vida do ser humano em todos os aspectos e melhorou substancialmente sua qualidade de vida. A distribuição da energia elétrica cabe ao Sistema Elétrico de Potência – SEP, dividido basicamente em três macro setores: geração, transmissão e distribuição. A eletricidade é efetivamente entregue aos consumidores pelo sistema de distribuição, formado principalmente por redes aéreas sustentadas por postes, estes na sua maioria, feitos de concreto armado. Tendo em vista o adequado fornecimento da energia elétrica à sociedade, se faz necessário assegurar as linhas de distribuição de energia, na qual os postes exercem papel fundamental. Entende-se que o aumento da vida útil dos postes de concreto armado pode colaborar para a redução da manutenção da rede de distribuição, reduzindo o investimento em substituições ou reparos em postes por parte das concessionárias Deste modo, esse trabalho propõe a otimização do traço utilizado na produção de postes de concreto armado em uma empresa de artefatos de concreto, visando à vida útil do mesmo. Para tanto foram realizados estudos visando o aprimoramento da composição dos agregados, adição de material pozolânico, adição de fibras e utilização de aditivos superplastificantes. Para análise dos traços em escala real foram moldados 12 postes, tipo duplo T com 9 metros de comprimento, empregando 5 traços com características distintas. Os postes foram avaliados seguindo a metodologia e requisitos da NBR 8451-1 (ABNT, 2011), parâmetros de resistência mecânica do concreto e penetração de íons cloreto ASTM C1202 (2012). Por meio da análise dos resultados, é apresentado o traço indicado para produção de postes de concreto armado, onde foi possível aprimorar o traço atualmente produzido pela empresa, reduzindo o consumo de cimento de 429 kg/m³ para 351 kg/m³ e reduzindo a taxa de penetração de íons cloreto e aumentando a vida útil do poste de concreto armado de 10 para 60 anos. À vista disso, foi possível aumentar a vida útil do elemento, mesmo com a redução do consumo de cimento e o custo para a produção do traço de concreto. / Electricity is undoubtedly an indispensable resource for modern society. The same has revolutionized the way of life of the human being in all aspects and substantially improved their quality of life. The distribution of electricity is up to the Electric Power System - EPS, basically divided into three macro sectors: generation, transmission and distribution. Electricity is actually delivered to consumers by the distribution system, consisting mainly of overhead lines supported by pylons, these mostly made of reinforced concrete. Given the adequate supply of electricity to society, it is necessary to ensure the power distribution lines, in which the poles play a fundamental role. It is understood that increasing the useful life of reinforced concrete poles can contribute to the reduction of maintenance of the distribution network, reducing investment in replacements or repairs on poles by concessionaires. Thus, this paper proposes the optimal trait used in the production of reinforced concrete poles on a firm concrete artifacts, seeking the life of it For both studies were performed in order to improve the composition of households, adding pozzolanic material, adding fiber and use of superplasticizers additives. For analysis of traces in real scale 12 posts, T type double with 9 feet long, employing five traits were shaped with distinct characteristics. The posts were evaluated following the methodology and requirements of NBR 8451-1 (ABNT, 2011), the mechanical response of concrete and chloride ion penetration ASTM C1202 (2012). By analyzing the results, the dash indicated for production of reinforced concrete poles, where it was possible to improve the trace currently produced by the company, reducing the cement content of 429 kg / m³ to 351 kg / m³ and reducing the rate appears penetration of chloride ions and increasing the service life of reinforced concrete post 10 to 60 years. In view of this, it was possible to extend the life of the element, even with the reduction in cement consumption and the cost for the production of concrete mix.

As exigências do mercado da construção civil fazem com que não haja espaço para a passagem de tubulações sob as vigas que sustentam as lajes de concreto. Então, uma solução cada vez mais frequente é a realização de furos na alma das vigas para a passagem de dutos. A presença destes furos altera o comportamento das vigas gerando concentração de tensões, fissuras e possibilidade de esmagamento do concreto. O dimensionamento de vigas de concreto armado com furos tem sido baseado em métodos empíricos ou no método das bielas e tirantes. Contudo, nas vigas de concreto protendido, surgem novos fatores como forças de compressão de grande intensidade e a possibilidade de reversão de esforços no processo de fabricação, transporte e carregamento. Então, o objetivo desta dissertação é realizar uma análise não-linear de vigas de concreto protendido pré-tensionado com furos através do método dos elementos finitos, para avaliar o seu comportamento estrutural. Nas análises foi utilizado o programa de elementos finitos ANSYS, que permite a modelagem do comportamento não-linear de materiais como aço e concreto, bem como a introdução da protensão como uma deformação inicial da armadura. O modelo numérico foi validado através da comparação de seus resultados com dados de ensaios experimentais de estruturas de concreto armado, protendido e armado com furo. Uma vez confirmada a eficácia do modelo, o mesmo foi utilizado no estudo de vigas de concreto armado e protendido com furos. Foi feito um estudo paramétrico das dimensões e posição do furo em vigas de concreto armado e protendido, avaliando as tensões e deformações específicas no concreto e nas armaduras. Com a análise concluída foi possível perceber notável influencia da posição do furo na altura da seção da viga quando avaliada a distribuição dos esforços cortantes acima e abaixo da abertura. Outro fator conclusivo foi de que as vigas de concreto protendido que sofrem fissuração no bordo superior no ato da protensão apresentaram menor capacidade de resistir a esforço cortante na região acima do furo. / Nowadays, as a consequence of the demands of the construction market, there is no space for the passage of pipes under the beams that support the concrete slabs. Then, an increasingly common solution is the introduction of holes in the beam web for the passage of pipes and ducts. These openings change the behavior of internal stresses and create a possibility of concrete cracking or crushing. The designs of reinforced concrete beams have been based on empiric methods for over four decades. However, on prestressed concrete beams new factors appear and must be considered such as higher compression stresses, the possibility of inversion of the bending moment diagram due to the initial prestress of the beam, transportation and higher loadings. The objective of this work is to perform a non-linear analysis of prestressed beams with openings in the web using the finite element method to evaluate its structural behavior. On the analysis it was used the finite element method software ANSYS, that allows the modeling of the non-linear behavior of materials as concrete and steel, as well the use of prestress of the tendons by adding an initial strain to the element. The numeric model was validated comparing its results with experimental tests of reinforced concrete beams, prestressed concrete beams and a reinforced concrete beams with openings. Once the model was validated, it was used on a study of reinforced and prestressed concrete beams with openings. A parametric study was carried out varying the position and dimensions of the openings and the beam cross section. In each case the stresses in the concrete and in the reinforcement were evaluated. After the end of the analysis, it was possible to perceive a noticeable change of distribution of shear forces above and under the opening. The stress distribution in the reinforcement determined by the numerical analyses was found very different from that prescribed in the usual empirical methods of design.

Este trabalho discute as conseqüências nas deformações de estruturas de concreto armado de edifícios de andares múltiplos, moldadas através de ciclos de execução rápidos. Em recente revisão, as normas da ABNT sugerem uma maior preocupação com as solicitações aplicadas nas estruturas, quando o concreto apresenta idade inferior a vinte e oito dias. A literatura pesquisada também indica a ocorrência de manifestações patológicas decorrentes de deformações excessivas nas estruturas devido às ações de construção, que inclusive podem superar o que é previsto em projeto. Neste trabalho é mostrado um estudo experimental de caráter exploratório, buscando analisar a influência do carregamento precoce, nas deformações de vigas de concreto armado. Foram propostos dois tipos de pré-carregamento, um de curta duração, onde são aplicados três níveis de carregamento aos três dias de idade, e outro de longa duração, onde são aplicados carregamentos em idades de acordo com as ações construtivas decorrentes de dois ciclos de execução rápidos.Foram utilizados concretos produzidos com dois tipos de cimento, um de cura rápida (CP V-ARI) e outro de cura lenta (CP IV-32RS). Os resultados apontam para a confirmação do que preconizam a literatura e as normas nacionais e internacionais, se consideradas as deformações resultantes em valores absolutos. No entanto, o pré-carregamento parece afetar favoravelmente as taxas de deformação por fluência por um determinado período, podendo inclusive promover um ganho de rigidez instantânea em níveis de carregamento próximos aos de projeto. / This paper discuss the consequences on deformations of reinforced concrete structures of multistory buildings, cast during cycles of quick construction. ABNT codes, in recent reviews, suggest more attention with load application on structures when concrete presents a lower age than twenty-eight days. The literature also indicates the incidence of pathological manifestations resulting from excessive deformation on structures due to the actions during construction that could even overcome those predicted on designs. It is shown in this paper an experimental study of exploratory character, trying to analyze the influence of early loading on the deformability of reinforced concrete beams. Two types of preloading were considered: an instantaneous one, where three levels of loading for three days of age each were applied, and a continuous one, where loadings where on ages applied in accordance with construction steps due to two cycles of quick construction. Concretes produced with two types of cement were used: one of fast curing (CP V-ARI) and another of slow curing (CP IV- 32RS). The results confirm what the literature and national and international codes specify, when deflections in absolute values are considered. Nevertheless, preloading seems to positively affect creep for a determined period, even promoting a gain in instantaneous stiffness on levels of loading near those of design.

A carbonatação, fenômeno físico-químico de reação entre o dióxido de carbono da atmosfera e os produtos da hidratação do cimento, reduz a alcalinidade do concreto, destruindo a película passivadora que envolve o aço, podendo dar condições para a iniciação da corrosão das armaduras. Devido ao tempo requerido para que a reação ocorra em condições naturais, são utilizados ensaios acelerados. No entanto, não há padronização para estes ensaios e existe a dificuldade de se transpor os resultados dessas pesquisas para as condições reais. Este trabalho tem por objetivo estimar a carbonatação natural a partir de ensaios acelerados e de modelos de predição, avaliando possíveis distorções que possam ser causadas pelo processo de aceleração, como pela intervenção dos parâmetros que constituem os modelos, através da comparação com os resultados experimentais. Foram realizados ensaios de carbonatação natural e acelerada, calculados os coeficientes de aceleração a partir dos dados experimentais, e utilizados dois modelos de predição, sendo um complexo e outro simplificado. Para a parte experimental foram empregadas argamassas preparadas com dois tipos de cimento (CP I-S e tipo CP IV) e três relações água/cimento (0,40, 0,55 e 0,70). Para as amostras dos ensaios acelerados de carbonatação foram utilizados dois tempos de cura (7 e 28 dias), dois tipos de precondicionamento (em sala climatizada e conforme recomendações da RILEM) e, dois percentuais de dióxido de carbono (6% e 100% de CO2). Para os ensaios naturais foram adotados três tempos de cura (7, 14 e 28 dias) e três ambientes de exposição ao CO2 atmosférico, sendo um deles um ambiente climatizado (20°C e UR=70%), protegido das intempéries e outros dois externos, não abrigados das chuvas. Os resultados obtidos indicam que o comportamento das amostras precondicionadas em sala climatizada e carbonatadas com 6% de CO2 são as que mais se assemelham às condições naturais de ensaio. O modelo complexo de carbonatação pode substituir os ensaios de carbonatação, mas exige muitos parâmetros de entrada, difíceis de serem medidos e, portanto, difícil de ser utilizado. O modelo simplificado representou bem os resultados acelerados e naturais e foi adaptado para o caso de cimentos pozolânicos. / Carbonation, a physicochemical phenomenon with a reaction between atmospheric carbon dioxide and cement hydration products, reduces alkalinity in concrete, and can destroy the passivating film that envelops steel, creating the conditions to begin framework corrosion. Accelerated tests are used due to the time needed for the reaction to occur under natural conditions. However these tests are not standardized and it is difficult to transpose the results of these research studies to real-life conditions. The purpose of this work is to estimate natural carbonation based on accelerated tests and prediction models, verifying whether the tendencies of the natural test are maintained in the accelerated tests and how the parameters that constitute the models intervene in the response, as compared to the experimental results. Natural and accelerated carbonation tests were performed, the acceleration coefficients calculated based on experimental data, and two prediction models were used, one of them complex and the other simplified. For the experimental part, cement mortars prepared with two types of cement (CP I-S and type CP IV) were used, and three water/cement ratios (0.40, 0.55 and 0.70). For the samples of the accelerated carbonation tests, two curing times were used (7 and 28 days), two types of pre-conditioning (in an air conditioned room and according to recommendations from RILEM), and two percentages of carbon dioxide (6% and 100% of CO2). Three curing times (7, 14 and 28 days) were adopted for the natural tests, and three environments of exposure to atmospheric CO2, one of them an air conditioned environment (20°C and UR=70%), protected from the weather, and two other external ones not sheltered from the rain. The results obtained indicate that the behavior of the pre-conditioned samples in an air conditioned room, and carbonated with 6% of CO2 is most similar to the natural testing conditions. The complex carbonation model tested at work can replace the carbonation tests, but requires many input parameters that are difficult to measure, and therefore complicated to use. The simplified carbonation model used provided a good representation of the carbonation results observed in the experimental tests and was adapted to the case of pozzolanic cements.

This study has as objective to analyze, comparativily, the costs between the conventional structural systems and the rib slabs structural systems in reinforced concrete. Part of the estimated one that had to the great number of structural systems found in the market of the civil construction the professionals they need to opt to one determined type. But many times the adopted choice is not adjusted to the enterprise because each workmanship has characteristics particular architectural, making it difficult the use of a model standard. The work initially brings basic concepts on the subject and a revision bibliographic approaching the criterion of projects, the characteristics and the particularitities of the adopted systems. After that, one becomes the launching and analysis of the structure for the chosen structural systems, getting the quantitative ones of materials, which they see to form the indices defined for comparison. The total costs of the workmanship gotten by means of compositions of prices had been compared arriving itself it a global value for each adopted kind. For that, a building of offices is adopted as object of analysis of this work. And finally makes a comparative analysis on the basis of the unitary costs of each alternative leading in consideration the materials, necessary hand of workmanship and equipment. / Este estudo tem como objetivo analisar, comparativamente, os custos entre os sistemas estruturais convencionais e os sistemas estruturais de lajes nervuradas em concreto armado. Parte do pressuposto que devido ao grande número de sistemas estruturais encontrados no mercado da construção civil os profissionais precisam optar por um determinado tipo. Só que muitas vezes a escolha adotada não é a mais adequada ao empreendimento. Isso porque, cada obra tem características arquitetônicas particulares, dificultando a utilização de um modelo padrão. O trabalho inicialmente traz conceitos básicos sobre o tema e uma revisão bibliografia abordando os critérios de projetos, as características e as particularidades dos sistemas adotados. Em seguida, faz-se o lançamento e análise da estrutura para os sistemas estruturais escolhidos, obtendo-se os quantitativos de materiais, os quais vêem a formar os índices definidos para comparação. Foram comparados os custos totais da obra obtidos por meio de composições de preços chegando-se a um valor global para cada tipologia adotada. Para isso, adota-se um edifício de escritórios como objeto de análise desse trabalho. E por último faz uma análise comparativa com base nos custos unitários de cada alternativa levando em consideração os materiais, mão de obra e equipamentos necessários.

A energia elétrica é, sem dúvida, um recurso indispensável para a sociedade moderna. A mesma revolucionou o modo de vida do ser humano em todos os aspectos e melhorou substancialmente sua qualidade de vida. A distribuição da energia elétrica cabe ao Sistema Elétrico de Potência – SEP, dividido basicamente em três macro setores: geração, transmissão e distribuição. A eletricidade é efetivamente entregue aos consumidores pelo sistema de distribuição, formado principalmente por redes aéreas sustentadas por postes, estes na sua maioria, feitos de concreto armado. Tendo em vista o adequado fornecimento da energia elétrica à sociedade, se faz necessário assegurar as linhas de distribuição de energia, na qual os postes exercem papel fundamental. Entende-se que o aumento da vida útil dos postes de concreto armado pode colaborar para a redução da manutenção da rede de distribuição, reduzindo o investimento em substituições ou reparos em postes por parte das concessionárias Deste modo, esse trabalho propõe a otimização do traço utilizado na produção de postes de concreto armado em uma empresa de artefatos de concreto, visando à vida útil do mesmo. Para tanto foram realizados estudos visando o aprimoramento da composição dos agregados, adição de material pozolânico, adição de fibras e utilização de aditivos superplastificantes. Para análise dos traços em escala real foram moldados 12 postes, tipo duplo T com 9 metros de comprimento, empregando 5 traços com características distintas. Os postes foram avaliados seguindo a metodologia e requisitos da NBR 8451-1 (ABNT, 2011), parâmetros de resistência mecânica do concreto e penetração de íons cloreto ASTM C1202 (2012). Por meio da análise dos resultados, é apresentado o traço indicado para produção de postes de concreto armado, onde foi possível aprimorar o traço atualmente produzido pela empresa, reduzindo o consumo de cimento de 429 kg/m³ para 351 kg/m³ e reduzindo a taxa de penetração de íons cloreto e aumentando a vida útil do poste de concreto armado de 10 para 60 anos. À vista disso, foi possível aumentar a vida útil do elemento, mesmo com a redução do consumo de cimento e o custo para a produção do traço de concreto. / Electricity is undoubtedly an indispensable resource for modern society. The same has revolutionized the way of life of the human being in all aspects and substantially improved their quality of life. The distribution of electricity is up to the Electric Power System - EPS, basically divided into three macro sectors: generation, transmission and distribution. Electricity is actually delivered to consumers by the distribution system, consisting mainly of overhead lines supported by pylons, these mostly made of reinforced concrete. Given the adequate supply of electricity to society, it is necessary to ensure the power distribution lines, in which the poles play a fundamental role. It is understood that increasing the useful life of reinforced concrete poles can contribute to the reduction of maintenance of the distribution network, reducing investment in replacements or repairs on poles by concessionaires. Thus, this paper proposes the optimal trait used in the production of reinforced concrete poles on a firm concrete artifacts, seeking the life of it For both studies were performed in order to improve the composition of households, adding pozzolanic material, adding fiber and use of superplasticizers additives. For analysis of traces in real scale 12 posts, T type double with 9 feet long, employing five traits were shaped with distinct characteristics. The posts were evaluated following the methodology and requirements of NBR 8451-1 (ABNT, 2011), the mechanical response of concrete and chloride ion penetration ASTM C1202 (2012). By analyzing the results, the dash indicated for production of reinforced concrete poles, where it was possible to improve the trace currently produced by the company, reducing the cement content of 429 kg / m³ to 351 kg / m³ and reducing the rate appears penetration of chloride ions and increasing the service life of reinforced concrete post 10 to 60 years. In view of this, it was possible to extend the life of the element, even with the reduction in cement consumption and the cost for the production of concrete mix.

Tradicionalmente, admite-se que o concreto é um material resistente ao fogo por ser incombustível e apresentar baixa condutividade térmica (elevada capacidade de isolamento térmico). No entanto, quando exposto a altas temperaturas, experimenta vários problemas: a deterioração das propriedades térmicas e mecânicas, o dano causado pela restrição às deformações térmicas e a possibilidade de ocorrência de desplacamentos. Neste contexto, as modelagens computacionais, especialmente através do método dos elementos finitos, têm adquirido cada vez mais importância. Através da simulação do comportamento das estruturas de concreto sob altas temperaturas um dado problema pode ser estudado em diferentes cenários, geometrias, propriedades dos materiais, carregamentos e condições de vinculação. Neste trabalho foi desenvolvido um programa computacional para a simulação do comportamento termomecânico não linear de estruturas planas de concreto armado sob a ação de altas temperaturas através do método dos elementos finitos. O programa realiza, em sequência, para cada incremento de tempo, as análises térmica e mecânica. O campo de temperaturas, determinado na análise térmica, é considerado na determinação das propriedades dos materiais, consideradas na análise mecânica. Na análise mecânica, utilizou-se o modelo de fissuras discretas para a representação do comportamento frágil do concreto sob a ação dos esforços de tração. O modelo de armadura incorporada foi empregado para a representação mecânica da armadura. Foi desenvolvida uma analogia térmica ao modelo mecânico de armadura incorporada para a consideração da contribuição do aço na transferência de calor. Os resultados do programa foram comparados com valores experimentais disponíveis na literatura. Primeiramente, realizou-se a análise térmica de seções de concreto de diferentes formas. Após, foi analisado o comportamento termomecânico de uma laje armada em uma só direção. As respostas obtidas tiveram boa aproximação em todas as comparações executadas. / Traditionally, it is admitted that concrete is a fire-resistant material due to its incombustible nature and low thermal conductivity (high insulating capacity). However, when exposed to high temperatures, it experiments a number of problems: deterioration of its thermomechanical properties; damage caused by the restricted thermal deformations; and the possibility of spalling. In this context, computational modelings, especially through the Finite Element Method, have gained increasing importance. Through the simulation of the behavior of concrete structures under high temperatures, a given problem can be studied in different scenarios, geometries, material properties, loadings, and boundary conditions. In this work a computational program for the simulation of non-linear thermo-mechanical behavior of reinforced concrete plane structures under the action of high temperatures through the Finite Element Method was developed. The program executes, in a sequence, for each time increment, thermal and mechanical analyses. The temperature field, determined in the thermal analysis, is considered in the determination of the material properties that are considered in the mechanical analysis. In the mechanical analysis, the smeared cracking model to represent the fragile behavior of concrete under the action of tension stresses was used. The embedded model was used in the mechanical representation of the reinforcement. A thermal analogy of the mechanical embedded model for reinforcement bars to the steel contribution in the heat transfer was developed. The program results were compared with experimental values available in the literature. Firstly, a thermal analysis of the concrete sections was carried out in different ways. Next, the thermo-mechanical behavior of a one-way reinforced slab was analyzed. The obtained responses had a close agreement in all comparisons conducted.

As exigências do mercado da construção civil fazem com que não haja espaço para a passagem de tubulações sob as vigas que sustentam as lajes de concreto. Então, uma solução cada vez mais frequente é a realização de furos na alma das vigas para a passagem de dutos. A presença destes furos altera o comportamento das vigas gerando concentração de tensões, fissuras e possibilidade de esmagamento do concreto. O dimensionamento de vigas de concreto armado com furos tem sido baseado em métodos empíricos ou no método das bielas e tirantes. Contudo, nas vigas de concreto protendido, surgem novos fatores como forças de compressão de grande intensidade e a possibilidade de reversão de esforços no processo de fabricação, transporte e carregamento. Então, o objetivo desta dissertação é realizar uma análise não-linear de vigas de concreto protendido pré-tensionado com furos através do método dos elementos finitos, para avaliar o seu comportamento estrutural. Nas análises foi utilizado o programa de elementos finitos ANSYS, que permite a modelagem do comportamento não-linear de materiais como aço e concreto, bem como a introdução da protensão como uma deformação inicial da armadura. O modelo numérico foi validado através da comparação de seus resultados com dados de ensaios experimentais de estruturas de concreto armado, protendido e armado com furo. Uma vez confirmada a eficácia do modelo, o mesmo foi utilizado no estudo de vigas de concreto armado e protendido com furos. Foi feito um estudo paramétrico das dimensões e posição do furo em vigas de concreto armado e protendido, avaliando as tensões e deformações específicas no concreto e nas armaduras. Com a análise concluída foi possível perceber notável influencia da posição do furo na altura da seção da viga quando avaliada a distribuição dos esforços cortantes acima e abaixo da abertura. Outro fator conclusivo foi de que as vigas de concreto protendido que sofrem fissuração no bordo superior no ato da protensão apresentaram menor capacidade de resistir a esforço cortante na região acima do furo. / Nowadays, as a consequence of the demands of the construction market, there is no space for the passage of pipes under the beams that support the concrete slabs. Then, an increasingly common solution is the introduction of holes in the beam web for the passage of pipes and ducts. These openings change the behavior of internal stresses and create a possibility of concrete cracking or crushing. The designs of reinforced concrete beams have been based on empiric methods for over four decades. However, on prestressed concrete beams new factors appear and must be considered such as higher compression stresses, the possibility of inversion of the bending moment diagram due to the initial prestress of the beam, transportation and higher loadings. The objective of this work is to perform a non-linear analysis of prestressed beams with openings in the web using the finite element method to evaluate its structural behavior. On the analysis it was used the finite element method software ANSYS, that allows the modeling of the non-linear behavior of materials as concrete and steel, as well the use of prestress of the tendons by adding an initial strain to the element. The numeric model was validated comparing its results with experimental tests of reinforced concrete beams, prestressed concrete beams and a reinforced concrete beams with openings. Once the model was validated, it was used on a study of reinforced and prestressed concrete beams with openings. A parametric study was carried out varying the position and dimensions of the openings and the beam cross section. In each case the stresses in the concrete and in the reinforcement were evaluated. After the end of the analysis, it was possible to perceive a noticeable change of distribution of shear forces above and under the opening. The stress distribution in the reinforcement determined by the numerical analyses was found very different from that prescribed in the usual empirical methods of design.

O presente trabalho visa analisar o comportamento estrutural de vigas de concreto armado em flexão, por meio de uma modelagem discreta de fratura com o uso de interfaces coesivas. Avaliou-se, neste estudo, a influência da utilização de elementos de interface entre todos os elementos de concreto da malha de elementos finitos, representando o dano de forma generalizada. Desta forma, é possível analisar desde a alteração na resposta estrutural por meio do gráfico entre força aplicada e deslocamento no centro do vão das vigas, bem como o surgimento e propagação de fissuras ao longo de todo o comprimento das mesmas. Foram utilizadas também leis específicas para simular o comportamento de aderência entre o concreto e o aço através de elementos de aderência. O trabalho envolveu o estudo de diferentes situações, a partir da simulação de vigas com diversas configurações, sendo analisada também a sensibilidade do modelo às variações dos parâmetros de entrada, que abrangem as propriedades dos materiais e os parâmetros numéricos do modelo coesivo utilizado. Os resultados mostraram que metodologia utilizada é capaz de representar importantes fenômenos como a perda de rigidez associada a fissuração no concreto, além de reproduzir a fissuração de maneira adequada destes elementos estruturais. / The aim of this work is to analyze the structural behavior of reinforced concrete beams in bending, by means of a discrete modeling using cohesive interfaces. It was evaluated the influence of using interface elements between all concrete elements of the finite element mesh, representing the damage in all the structural element. From that, it is possible to analyze the alteration on the structural behavior on the applied load versus midspan deflection of the beams, as well as the propagation of cracks along the beam length. It was also used specific laws to simulate the adherence between the concrete and steel bars. The work involved the study of the sensibility of the model to the variations of the input parameters, which included the material properties and the numeric parameters of the proposed model. The results showed that the methodology used is capable of representing important phenomena like the rigidity loss associated to the concrete cracking, as well as reproducing the cracking itself accordingly.

A aplicação de Ensaios Não Destrutivos (END) é considerada uma alternativa para monitorar o estado das estruturas de concreto armado, principalmente quando ocorrem falhas de projeto, erros de dosagem, problemas na mistura, transporte ou lançamento do concreto. A medida da Velocidade de Pulso Ultrassônico (VPU) é um END que vem sendo usado comumente em diversas áreas da engenharia civil, devido à facilidade da operação, ao seu baixo custo, à rapidez na execução dos testes e à ausência de danos ao material analisado. O objetivo deste trabalho consiste em apresentar o resultado de uma pesquisa experimental, que visou estudar a influência que determinadas variáveis operacionais exercem sobre os resultados obtidos nos ensaios de VPU e qual a real capacidade de penetração e detecção de defeitos de diversas magnitudes. As medições foram realizadas utilizando o ultrassom pelo modo de transmissão indireta, pois esta é a alternativa que mais se adapta às condições verificadas no exame de estruturas reais de concreto armado. Primeiramente, foram moldados em laboratório dois blocos de concreto, com dimensões próximas às encontradas em estruturas reais de grande porte: um com armadura nas duas faces e outro sem armadura. Em ambos os elementos foram introduzidos objetos para simular possíveis falhas de concretagem. Em uma segunda etapa, foram realizadas perfurações visando identificar a capacidade de detecção de vazios da técnica de VPU para diferentes profundidades. Os resultados são apresentados na forma de imagens geradas através de software e por meio de analises estatísticas. Este estudo verificou que a escolha dos parâmetros de ensaio é um fator determinante para permitir a interpretação correta dos resultados, salientando-se que a experiência do operador e as dimensões de grid são os parâmetros que mais interferem na interpretação dos dados. / The use of Non-destructive Testing (NDT) methods is considered an alternative to monitor the behaviour of reinforced concrete structures, especially when there are design problems or errors related to concrete mixing, transport, placement and casting errors. The Ultrasonic Pulse Velocity (UPV) method is a Non-Destructive Test that is gaining acceptance. The test has been commonly used in various civil engineering areas due to the fact that it is easy to operate and rapid to perform, and to the low cost and lack of damage to the tested material. The objective of this work is to present the results of an experimental research that aimed to study the influence of certain technological variables on the measurements obtained from UPV tests. The work also aims to gather data to assess the penetration capacity of the US waves and their ability to detect defects of various dimensions. The measurements were performed using the indirect transmission mode, to simulate real work conditions on large structures. Firstly, two massive concrete blocks were cast in the laboratory, with dimensions close to real life structures: one with steel reinforcement on both sides and the other without reinforcement. Objects were introduced in both elements to simulate possible defects due to casting. In a second stage, perforations were conducted in the concrete elements to identify the void detection capability of the UPV technique for different depths. The results are presented by images generated by specific software and by using statistical analysis. This study found that the test parameters influence significantly the correct interpretation of the results. The operator experience and the grid dimensions are the parameters that most influence UPV data analysis.