A durabilidade de estruturas de concreto armado é altamente dependente das características do concreto de cobrimento das armaduras e sua espessura. O fracasso na obtenção do cobrimento é o fator de maior influência na corrosão prematura de armaduras que, por sua vez, é a principal forma de deterioração de estruturas de concreto armado. Pesquisas indicam que o cobrimento mínimo normatizado não tem sido alcançado em sua totalidade nas atuais obras que adotam esta solução estrutural, tratando-se de um problema crônico e não esporádico. Esta situação foi constatada através de um levantamento realizado in loco do cobrimento obtido em obras de Porto Alegre/RS e Cuiabá/MT. Dentre os elementos estruturais mais prejudicados, encontram-se as lajes e o fundo das vigas que, em determinadas ocasiões, apresentaram a totalidade dos valores medidos de cobrimento abaixo do valor mínimo especificado em norma. Uma das causas observadas para falha na obtenção do cobrimento mínimo normatizado é o uso incorreto de espaçadores e a utilização de espaçadores inadequados, bem como a falta de uma norma brasileira que regulamente o produto e seu uso e, consequentemente, a falta de certificação de qualidade pelo órgão responsável. Tendo este trabalho como foco o espaçador propriamente dito, foram propostos requisitos e critérios de desempenho para os espaçadores, assim como métodos para avaliação dos mesmos. A maioria dos requisitos e critérios propostos foram compilados e adaptados a partir de normas internacionais. Depois de estabelecidos os requisitos, critérios e métodos de avaliação, alguns espaçadores plásticos disponíveis no mercado foram efetivamente testados segundo a metodologia proposta. Nenhum modelo de espaçador avaliado provou-se satisfatório segundo a abordagem de desempenho estabelecida. Entretanto, ficou claro que os requisitos, critérios e métodos de avaliação propostos são adequados para avaliação de desempenho de espaçadores plásticos. Diante da diversidade de modelos e de desempenho dos espaçadores ofertados, ficou comprovada a necessidade de uma norma brasileira regulamentadora para este produto, a fim de balizar a qualidade dos espaçadores disponíveis no mercado e eliminar esta variável das causas da não obtenção do correto cobrimento. Desta forma, este trabalho visa colaborar com melhorias na questão da durabilidade de estruturas de concreto armado com foco na obtenção da correta espessura de cobrimento. / The reinforced concrete structures durability is highly dependent on the concrete cover to reinforcement characteristics and its thickness. The failure on achieving the specified cover thickness is the most influential factor in premature reinforcement corrosion, which is the main deterioration form of reinforced concrete structures. Researches indicate that the minimum standardized cover has not been completely achieved in current constructions that adopt this structural solution, which is a chronic problem and not sporadic. This situation was reaffirmed through a survey conducted in loco of the cover obtained in Porto Alegre/RS and Cuiabá/MT constructions. Among the most damaged structural elements are the slabs and beams bottom that, sometimes, showed one hundred percent probability of unsatisfactory standard cover levels. One of the failure causes observed to obtain the minimum standardized cover is the incorrect use of spacers and the use of inappropriate spacers, not to mention the lack of a Brazilian standard for regulating its manufacturing and, therefore, the lack of quality certification by the responsible agency. Having this work focused on the spacers themselves, requirements and performance criteria for the spacers, as well as methods for their evaluation, were proposed. Most of them were compiled and adapted from international standards. After established the requirements, criteria and evaluation methods, some plastic spacers available in the market were effectively tested according to the proposed methodology. No model spacers evaluated proved to be satisfactory according to the established performance approach. However, it was clear that any requirements, criteria and set evaluation methods can be satisfied. Given the diversity of spacers models and offered performances, it has been stated the need for a Brazilian regulatory standard for this product, in order to gauge the quality of the ones commercially available and to eliminate this variable among the causes of failure in obtaining the correct cover. Thus, this work aims to collaborate with improvements on the durability issue of reinforced concrete structures with a focus on getting the right cover thickness.

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.

A consolidação do processo de Modelagem da Informação da Construção (BIM) tende a contribuir para o aumento da eficiência da indústria da construção civil, fomentando novos fluxos de trabalho e permitindo o reuso de informações ao longo do ciclo de vida dos empreendimentos. Apesar do potencial de integração e automação associados ao processo BIM, o uso das informações digitais contidas no modelo para facilitar a pré-fabricação de produtos para a construção mostra-se incipiente. Nota-se que emprego da fabricação digital encontra obstáculos sobretudo em setores que atuam de modo segregado, e que por isto mesmo demandam sinergia, bem como o uso de normas e padrões que possibilitem a interoperabilidade e reuso das informações geradas nas fases anteriores a fabricação. Neste contexto, foi feita uma análise do uso da fabricação digital aplicada ao processamento industrial de aço para estruturas de concreto armado (corte e dobra). Embora os fabricantes que atuam neste setor possuam suporte a interface digital com os demais agentes, a configuração de sua cadeia de produtiva, bem como os processos tradicionalmente adotados, promovem a ocorrência de ilhas de automação ligadas por transferência manual e reentrada de dados. Como forma de reduzir a intervenção manual para a transcrição dos dados, propõe-se o uso do esquema de dados Industry Foundation Classes (IFC) na fabricação digital de componentes de armadura. Este trabalho tem por objetivo apresentar uma solução técnica, baseada no esquema IFC, aos requisitos de troca de informação necessários no fluxo de trabalho proposto. Com base nos requisitos de troca identificados por meio do método Information Delivery Manual (IDM), apresenta-se como essas informações podem ser mapeadas e qual o subconjunto de dados necessários à fabricação digital baseada no esquema IFC4. Por fim, apresenta-se a documentação e validação da solução técnica desenvolvida de acordo com o método Model View Definition (MVD) e com o uso da ferramenta ifcDoc. Após a realização de testes com base no esquema IFC4 foi constatada a viabilidade para recuperação dos dados contidos no modelo. Entretanto também foi identificada a carência de ferramentas comerciais que suportem tal funcionalidade. / The consolidation of Building Information Modeling (BIM) possibly contributes to the increase of the efficiency in the construction industry, by fostering new workflows and data reuse throughout projects life cycle. Despite the potential for integration and automation associated with BIM, the use of the digital information contained in the model to facilitate prefabrication of construction products is still incipient. The digital fabrication finds obstacles in sectors that act in a segregated manner, henceforth needs standard adoption to allow reuse of the information generated in the phases prior to production. In this context, it was analyzed the use of digital fabrication applied to the industrial processing of reinforcement bars for concrete structures (rebar cutting and bending). Although the fabricators who act in this sector already have support to the digital interface with other agents, the supply chain configuration adopted by the Brazilian market, as well as the traditional paper-based processes employed, promote the occurrence of \"islands of automation\" connected by manual data transfer. In order to reduce the need for manual intervention for data re-interpretation and re-entry, it is proposed to use the Industry Foundation Classes (IFC) data schema to promote the digital interface between the reinforcing bar supply chain stakeholder\'s. This work aims to present an IFC-based technical solution to the fabricator\'s information requirements by means of the Information Delivery Manual (IDM) and Model View Definition (MVD) standards. On the basis of the exchange requirements specified by rebar fabricator through IDM method, it is presented the IFC schema subset entailed and how this information can be mapped in order to allow the use of IFC on the cut & bend rebar supply chain. Finally, the technical solution was documented in an MVD and validate with the ifcDoc tool. After conducting validation tests based on the IFC4 schema, it was verified the viability to recover the data contained in the model. However, the lack of commercial tools that support such functionality has also been identified.

A competição acirrada no mercado da Construção Civil tem exigido das empresas construtoras a busca pela melhoria de sua eficiência produtiva. Dentro desse contexto, a melhoria da produtividade da mão-de-obra apresenta-se como caminho relevante na medida em que seus custos representam parcela significativa do ônus total relativo à produção, e existe uma variação significativa de desempenhos nas empresas atuantes no mercado. Como qualquer outro tipo de serviço de construção, o serviço de armação carece deste mesmo tipo de abordagem, haja vista a existência, nos canteiros de obras brasileiros, de uma alta variabilidade na produtividade da mão-de-obra envolvida na fabricação e montagem das armaduras para estruturas de concreto armado (30 a 100 Homens-hora/tonelada). Some-se a esse aspecto o fato de se detectar, na bibliografia, um número de trabalhos bastante mais expressivos quanto a outros serviços; por exemplo, discutem-se muito os projetos de processo para fôrmas enquanto não se dá esta mesma abordagem à armação. Portanto, o diagnóstico da produtividade e dos estudos relativos ao tema demonstram a importância do estudo de ações que possam levar à melhoria da competitividade na produção de armaduras. Este trabalho apresenta um método para a proposição de diretrizes, relativas ao processo de produção de armaduras para estruturas de concreto armado, que visam melhorar a produtividade da mão-de-obra do serviço de armação. Para tanto, buscar-se-á, no entendimento da relação entre a produtividade e os fatores que a influenciam, o embasamento necessário para a proposição de tais diretrizes. Tais fatores podem estar relacionados ao projeto do produto (com ênfase no projeto de detalhamento das armaduras), ao método de produção e à organização do trabalho. ) Para se alcançarem os objetivos propostos, o trabalho envolve um levantamento de informações prévio, realizado com base em estudos bibliográficos, entrevistas com especialistas e um intenso contato com os canteiros de obras. Para a validação do método proposto faz-se uma aplicação do mesmo através de um caso real. As diretrizes, obtidas mediante a aplicação do método, ajudarão a tomada de decisões da construtora, que poderá auxiliar: i) os projetistas estruturais a favorecerem, no desenvolvimento dos projetos de detalhamento das armaduras, sempre que possível, a construtibilidade; ii) os contratantes na concepção de sistemas de armação, nos canteiros de obras, que possibilitem a racionalização das operações e o alcance das produtividades potenciais da mão-de-obra; iii) os responsáveis pela mão-de-obra na organização do trabalho, de maneira a favorecer a melhoria da produtividade com benefícios a todas as partes envolvidas. / The increasing competition in Brazilian building industry has encouraged construction companies to develop efforts in order to enhance their productive efficiency. Naturally, improving labor productivity becomes a critical path to achieve the above goal, since labor represents a significant component of construction costs and its performance may vary considerably from project to project. Likewise other construction services, concrete reinforcing planning stages reasonably lack systematic approaches to reduce the remarkable variability found in labor productivity (30 to 100 men hours/ton) throughout production and assembly processes. Moreover, and differently from other topics such as formwork, concrete reinforcing has not been covered by comprehensive studies in recent years. Therefore, the reported inefficiency in the production process, the impact on construction costs and the lack of systematic studies evidence the relevance of further investigations about this topic. This research proposes guidelines to improve labor productivity in the concrete reinforcing. The methodology involved an international literature review and an extensive data collection, which included interviews with specialists and descriptive case studies in construction sites. Initially, factors that influence labor productivity were identified through literature review and empirical studies. Subsequently, these factors were grouped in three main categories: product design (especiallyreinforcement detailing), production method and work organization factors. Then a method to improve the productivity in concrete reinforcing was proposed and finally validated though application in a real case study. ) The resulting guidelines may arguably support decision makers throughout the planning process of concrete reinforcing, including: i) structural engineers, who may take into account construct ability issues during the conception of design solutions; ii) contractors and subcontractors, who may conceive reinforcing systems more efficiently as to rationalize production operations and achieve better performances; and iii) those responsible for workers\' organization, who may bring efficiency gains to the production process and benefits for all the stakeholders.

É crescente a preocupação mundial com a durabilidade e o atendimento da vida útil de projeto estabelecida pelas normativas para estruturas de concreto armado. Desta maneira, torna-se fundamental a utilização de modelos representativos dos processos de degradação para uma correta previsão da vida útil deste tipo de estrutura. Isto posto, esta pesquisa teve como objetivo a validação, com base em dados de exposição natural, do modelo para a previsão da vida útil de estruturas de concreto armado proposto por Andrade (2001). Para esta validação foram coletados dados na literatura referentes à penetração de cloretos em estruturas de concreto e foram obtidos dados experimentais da concentração de cloretos em prismas de concreto e argamassa moldados com cimento CP II – F, CP III, CP IV e CP V – ARI, com relações a/c de 0,45, 0,55 e 0,65, expostos por um período de 3, 2 e 1 ano, respectivamente, em ambiente protegido e desprotegido da chuva em zona de atmosfera marinha, na cidade de Vitória. Também foram avaliados os perfis de cloretos de blocos de concreto moldados com cimento CP IV, CP V, CP V + 5% SA e CP V + 10% SA e relações a/c de 0,45, 0,55 e 0,65, que permaneceram expostos por 9 anos na cidade de Tramandaí. Paralelamente, foram avaliadas a influência do tipo de cimento, da relação a/c, da condição de exposição (protegido e desprotegido da chuva) e da adição de sílica ativa na penetração de cloretos em matrizes cimentícias, bem como a diferença desta penetração em concretos e argamassas moldados com os mesmos materiais e relações a/c. Para isto foram retiradas, dos prismas e blocos de concreto e argamassa, amostras sob a forma pulverulenta, para posterior determinação da concentração de cloretos utilizando o equipamento CL - 2000 da NDT James Instruments. Os resultados obtidos indicaram que o tipo de cimento que determinou maiores concentrações de cloretos foi o CP III; que prismas de concreto tendem a apresentar concentrações superiores aos de argamassa, em função da existência da zona de transição entre a pasta e o agregado graúdo. No tocante à corrosão de armaduras desencadeada por cloretos, o ambiente desprotegido mostrou-se mais danoso; a utilização de teores de sílica ativa em percentuais de 5 e 10% é eficiente na redução do ingresso de cloretos; baixas relações a/c apresentaram concentrações superficiais mais elevadas, em contrapartida, a medida que a profundidade em relação à superfície do concreto aumenta, há uma redução nestes teores. Por fim, em relação à validação do modelo de Andrade (2001) constatou-se que, para os dados com pequenos tempos de exposição, o modelo apresentou níveis de resposta similares à penetração de cloretos in situ, com bons resultados dentro de um faixa de variação de 35%, associados a diferenças máximas de apenas 4,6 mm entre os valores observados e calculados. Para os dados com tempos de exposição superiores, as diferenças foram expressivas, indicando a necessidade de um ajuste no sentido de melhor descrever o crescimento da concentração superficial ao longo do tempo. / International concern about durability and service life design established by regulations is growing. Therefore, the use of representative models of degradation processes for a correct prediction of service life of reinforced concrete structures become fundamental. Moreover, this research aimed to validate, based on natural exposure data, the model for the prediction of service life of reinforced concrete structures proposed by Andrade (2001). For this validation, data were collected in the literature regarding the chloride penetration in concrete structures and experimental data were obtained in concrete and mortar prisms molded with cement CP II – F, CP III, CP IV and CP V, with w/b ratios of 0,45, 0,55 and 0,65, exposed for a period of 3, 2 and 1 year, respectively, in a rainfall protected and unprotected environment in a marine atmosphere zone, in the city of Vitória. The profiles of concrete blocks molded with cement CP IV, CP V, CP V + 5% SA and CP V + 10% SA, and w/b ratios of 0,45, 0,55 and 0,65, who remained exposed for 9 years in the city of Tramandaí, were also evaluated. At the same time, were evaluated the influence: of the cement type, the w/b ratio, the exposure condition (protected and unprotected from rainfall) and the addition of silica fume in chloride penetration in cementitious matrixes, as well as the difference of this penetration in concretes and mortars molded with the same materials and w/b ratios. For this purpose, pulverulent samples were removed from the prisms and blocks of concrete and mortar for further determination of chloride concentration using the CL – 2000 equipment of the NDT James Instruments. The results indicated the type of cement with highest chloride concentrations was CP III; that concrete prisms tend to have higher concentration than mortar, due to the exist of the transition zone between the past and the coarse aggregate; with regard to corrosion triggered by chlorides the unprotected environment is more damaging; the use of silica fume in percentages of 5 and 10% is efficient to reduce the chloride ingress; low w/b ratios showed higher surface concentration, in contrast, as the depth in relation to the concrete surface increases, there is a reduction in theses contents. Finally, in relation to the validation of Andrade´s model (2001), it was found that, for data with small exposure times, the model showed similar response levels to chloride penetration in situ, with good results within a range of variation of 35%, associated with maximum differences of only 4,6 mm between the observed and calculated values. For the data with longer exposure times, the differences were expressive, indicating the need for an adjustment in order to best describe the growth of the surface concentration over time.

Na verificação do estado limite último das estruturas reticuladas em concreto armado se tem sempre os pilares solicitados à flexão oblíqua composta, seja devido a momentos fletores transmitidos pelas vigas ou lajes ou devido a imperfeições construtivas ou por ações normais ao eixo da peça comprimida, atuantes entre seus pontos de vinculação. Neste trabalho se está comparando os resultados que se obtém por dois processos de cálculo, quais sejam, a) Integração numérica com desacoplamentos das flexões nas duas direções principais de inércia com o uso da rigidez secante obtida de diagrama momento-curvatura, ou seja, os esforços de segunda ordem são calculados em cada direção como se não houvesse a solicitação de flexão na direção ortogonal e ao final se verifica a segurança da peça no Estado Limite Último considerando a flexão oblíqua composta; b) integração numérica considerando a flexão oblíqua composta com a curvatura obtida de diagrama momento-curvatura ponto a ponto já no cálculo dos efeitos de segunda ordem. Foram processados 215.740 pilares cuja análise conduz à conclusão de que se pode usar o procedimento citado no item (a) acima, com segurança e sem prejuízo da economia. / At check reticulated reinforced concrete structures in the ultimate limit state one always have the columns requested by a compression with biaxial bending , be due bending moments transmitted bay beams or slabs or due constructions imperfections or actions normal to the axis of the compressed piece acting between its points of attachment. This work is to compare the results that are obtained by two methods of calculation, which are: a) Numerical integration in each main direction of inertia with the use of secant stiffness obtained from bending-curvature diagram, it is, the second order efforts are calculated in each direction as if there was not request bending in the orthogonal direction and the end check the safety at ultimate limit state of the column by considering the biaxial bending; b) Numerical integration in each main direction of inertia with curvatures obtained point to point of moment-curvature diagrams, that consider the biaxial bending, to calculate the second order effects. Were processed 215.740 columns whose analysis leads to the conclusion that we can use the procedure mentioned in tem a) above, safely and without prejudice to the economy.

Este trabalho discute caminhos para tornar o projeto de detalhamento da armadura um indutor da melhoria da produtividade da mão-de-obra no serviço de armação. Uma revisão bibliográfica inicial precede a apresentação de estudos de campo, que foram realizados para se entender como a produtividade em armação varia. Tal entendimento (expresso na forma de faixas de variação da produtividade e apresentação dos fatores influenciadores) deu apoio a entrevistas com projetistas, visando levantar suas opiniões sobre as alterações no projeto, levando à melhoria da produtividade, que seriam mais viáveis de serem adotadas. Em paralelo, estudaram-se as diferentes formas de apresentação dos projetos de detalhamento da armadura e, uma vez descritas estas possibilidades, coletaram-se as opiniões de gestores da produção sobre as formas de representação mais convenientes. Todos estes conhecimentos, de base teórica e empírica, servem de subsídio para a tomada de decisões sobre diretrizes a serem seguidas na futura elaboração de projetos de detalhamento da armadura, o que é bastante desejável no sentido de se aumentar a competitividade das empresas de construção de edifícios. / This thesis presents directions to make the steel reinforcement design a tool to improve rebar labor productivity. Bibliography review served as basis to go through a site study that allowed understanding rebar labor productivity variation. Such an information, expressed in terms of a labor productivity unit rate range associated to the influencing factors presentation, supported designers interviews where they stated the ideas they are willing to use in their designs to improve labor productivity. The thesis also discusses different approaches to be used in order to represent the product being defined in the design. In this case, production managers were listened to, aiming to understand the ones they prefer. The whole knowledge here described, coming from theory or reality evaluation, can help managers in taking decisions in relation to the steel reinforcement design directions to be followed. This can be very helpful to make construction companies more competitive.

Submitted by Cátia Araújo (catia.araujo@unipampa.edu.br) on 2017-01-25T11:42:49Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Corrosao acelerada por imersao modificada (ensaio CAIM) de estruturas de concreto armado contendo cinza da casaca de arroz e agua da mandioca brava.pdf: 4431848 bytes, checksum: a3ec1c3261aeadc9e8ab4cda79be3199 (MD5) / Approved for entry into archive by Cátia Araújo (catia.araujo@unipampa.edu.br) on 2017-01-25T11:44:41Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Corrosao acelerada por imersao modificada (ensaio CAIM) de estruturas de concreto armado contendo cinza da casaca de arroz e agua da mandioca brava.pdf: 4431848 bytes, checksum: a3ec1c3261aeadc9e8ab4cda79be3199 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-01-25T11:44:41Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Corrosao acelerada por imersao modificada (ensaio CAIM) de estruturas de concreto armado contendo cinza da casaca de arroz e agua da mandioca brava.pdf: 4431848 bytes, checksum: a3ec1c3261aeadc9e8ab4cda79be3199 (MD5) Previous issue date: 2013-12-06 / A corrosão de armaduras e uma das manifestações patológicas mais comuns encontradas em estruturas de concreto armado, consistindo em um processo eletroquímico onde a agua presente no concreto atua como eletrólito. Neste sentido através do ensaios de corrosão acelerados (ensaio CAIM) comparou-se a resistência a corrosão no concreto armado de diferentes traços na presença e ausência de insumos agrícolas como a cinza da casca de arroz e agua extraída da mandioca brava. O objetivo principal do presente trabalho foi seleciona qual (quais) o (s) traços (s) com similaridade de resistência frente ao processo de corrosão e teor de argamassa apresentaram maior resistência frente ao processo de corrosão em meio contendo íons cloretos (solução que simula agua do mar - 35g/L NaCl), aplicando-se voltagens de 15, 30 e 70V durante 8, 24 e 48h. A cinza de casca de arroz e a agua extraída da mandioca brava foram caracterizadas pelas técnicas de analise de espectroscopia de infravermelho e de difração de raios-X. Os grupos funcionais silanol e carboxila foram detectados nestes subprodutos agrícolas e relacionados a um mecanismo proposto de inibição contra a corrosão na armadura conforme dados do ensaio CAIM. Analises de microscopia eletrônica de varredura e energia dispersiva de raios-X colaboraram para elucidar o mecanismo proposto. Enquanto que as analises de perda de massa e quantificação de cloretos no concreto apos ensaio CAIM através do método de Mohr auxiliaram na validação dos resultados do ensaio. / The corrosion in armatures is one of the most common pathologies found in structures of concrete, consisting in an electrochemical process, where the water in the concrete acts as an electrolyte. In this way, through the assays of accelerated corrosion (CAIM Tests), the resistance to corrosion in concrete of different mixtures was compared with the presence and absence of agricultural input so as rice husk and water from mandioca brava. The main objective of this work is to select mixture with similarity in resistance to compression and group content present the biggest resistance against the corrosion process amid containing chloride ions (solution simulating seawater – 35g/L NaCI), applying voltages of 15, 30 and 70V during 8, 24 and 48h. The cinder of rice husk and the water extracted from mandioca brava were characterized by the infrared spectroscopy analysis technics and by X-ray diffraction. The functional groups of silanol and carboxyl were detected in these agricultural byproducts and related to a proposed inhibition mechanism against the corrosion in armatures seen in CAIM data test. Electronic scanning microscopic analysis and dispersive X-ray energy collaborated to elucidated the proposed mechanism. While the studies in weight loss and chloride quantification in concrete after the CAIM test through the Mohr method helped in the validation of the assay results.

Este trabalho versa sobre a implementação de um modelo computacional, através do método dos elementos finitos, utilizando a plataforma ANSYS, versão 14.5, para o estudo de estruturas de concreto armado e protendido, sob estados planos de tensão. A justificativa para a realização deste trabalho vem da importância do material concreto armado dentro da engenharia estrutural, o qual é objeto permanente de estudos por comportar-se de maneira extremamente complexa e apresentar resposta altamente não-linear, quando submetido a solicitações. A diferença entre a resistência à tração e à compressão, a não-linearidade da relação tensão-deformação, a fissuração, e os fenômenos relacionados ao tempo como fluência e retração do concreto, além da plastificação do aço e do concreto são as causas desta não-linearidade. O objetivo final deste trabalho é implementar dois procedimentos distintos no modelo computacional, baseados em um modelo elasto-viscoplástico. No primeiro, a resposta da estrutura é dada para um carregamento instantâneo, considerando-se o material com um comportamento elastoplástico. No segundo, a resposta da estrutura é dada ao longo do tempo, considerando, neste caso, que o material possui um comportamento viscoelástico. A representação do concreto fissurado é feita por um modelo de fissuras distribuídas, e as armaduras são introduzidas através de uma formulação incorporada. Para isto, inicialmente estudou-se as relações constitutivas de cada material, concreto e aço, a fim de melhor representá-los no modelo numérico. Para a representação das equações constitutivas, implementou-se um novo modelo de material com a ajuda da ferramenta de customização UPF (User Programmable Features) do ANSYS, onde foram adicionadas novas sub-rotinas ao programa principal em linguagem FORTRAN. A implementação deste novo modelo possibilitou a utilização de elementos bidimensionais quadráticos de 8 nós (PLANE183) com armadura incorporada (REINF263), tornando a solução do problema muito mais rápida e eficaz. Para validar as sub-rotinas acrescentadas ao sistema, foi feita uma comparação dos resultados numéricos com os valores experimentais disponíveis na literatura técnica, a qual apresentou resultados satisfatórios. / This work presents the development of a computational model, based on the finite element method, through the ANSYS platform, version 14.5, for the study of reinforced and prestressed concrete structures, under plane stress states. This work is justified by the importance of reinforced concrete material in the structural engineering, which is subject of ongoing studies due to the very complex behavior when subjected to requests. The difference between the tension and compression strength, the nonlinearity of the stress-strain relation, the cracking, and phenomena related to time as creep and shrinkage of concrete, beyond the plasticity of steel and concrete are the causes of this nonlinearity. The ultimate goal of this work is to implement two different procedures in the computational model, based on an elasto-viscoplastic model. At the first, the response of the structure is given for an instantaneous loading, considering the material with an elastoplastic behavior. At the second, the response of the structure is given over time, considering, in this case, that the material has a viscoelastic behavior. A distributed cracking model makes the representation of the cracked concrete and the reinforcement is introduced through an embedded formulation. Initially, the constitutive relations of each constituent material were studied, in order to best represent them in the numerical model. For the representation of the constitutive equations of concrete and steel, it was implemented a new model of material with the help of the customization tool UPF (User Programmable Features) of ANSYS, where new subroutines were added to the main program in FORTRAN language. The implementation of this new model enabled the use of two-dimensional quadratic elements of 8 nodes (PLANE183) with embedded reinforcement (REINF263), making the solution of the problem faster and more effective. In order to validate the subroutines added to the system, numerical results have been compared to experimental values available on technical literature, which have shown satisfactory results.