O pavimento de concreto continuamente armado (PCCA) é caracterizado pela presença de uma alta taxa de armadura longitudinal localizada acima do meio da placa; essa armadura possibilita ao pavimento uma placa de concreto sem juntas. Diferentemente do pavimento de concreto simples, no PCCA não há uma indução da fissuração; as fissuras ocorrem de maneira aleatória, porém são mantidas fortemente apertadas pela armadura longitudinal proporcionando uma estrutura de alta durabilidade exigindo o mínimo de manutenção. Perante tais benefícios, decidiu-se construir quatro seções experimentais deste pavimento no campus da Universidade de São Paulo. A maior diferença entre o PCCA experimental e aqueles encontrados na literatura técnica é a extensão; com o intuito de simular uma parada de ônibus, cada seção possui 50 metros de comprimento, curtas em comparação com os até 400 metros de comprimento encontrados em PCCA tradicionais. Para analisar o comportamento do pavimento foram esquematizados três estudos de desempenho: levantamentos de fissuras; testes de deformação com provas de carga dinâmicas (PCD) com um caminhão carregado; e testes de deflexões com o Falling Weight Deflectometer (FWD). A análise da fissuração mostra um comportamento bastante distinto daquele encontrado em PCCA tradicionais; a curta extensão, aliada à falta de ancoragem da placa, resultou em uma fissuração bastante tardia e em um elevado espaçamento entre fissuras. A seção 1, não apresenta, até esta data (dezembro de 2013), nenhuma fissura. A pouca fissuração sugeriu a hipótese de que as fissuras estariam invisíveis a olho nu em função do forte efeito de amarração das barras longitudinais. Entretanto, apesar de tais diferenças, o estudo das tensões através das deformações obtidas pelos strain gauges nas PCD apontam um desempenho estrutural adequado do pavimento; as tensões de tração na flexão resultaram em valores bastante inferiores à resistência do concreto, assegurando a qualidade da placa. Além destas afirmações, as PCD possibilitaram uma série de análises de tensões com configurações de carregamento diferentes. O estudo de deflexões mostrou que nas proximidades da borda longitudinal do pavimento, as deflexões são maiores devido à falta de ancoragem do sistema; no centro as deflexões foram típicas de pavimentos de concreto. A retroanálise das bacias de deflexão resultou em valores de módulo de elasticidade e módulo de reação do subleito baixos próximos à borda, reforçando o impacto da falta de ancoragem. A análise da eficiência de transferência de carga entre fissuras mostrou um desempenho altamente satisfatório de todas as fissuras, inclusive aquelas mais próximas das bordas, o que, novamente, certifica a integridade estrutural da placa. / The continuously reinforced concrete pavement (CRCP) is characterized by the presence of a high longitudinal reinforcement percentage located above the slabs middle; this steel allows a concrete slab without joints. Unlike jointed plain concrete pavements, the CRCP has no cracking induction; the cracks occur randomly, but are held strongly tight by the longitudinal steel, thus, providing a highly durable structure that requires minimal maintenance. Given these benefits, it was decided to build four experimental sections of this pavement on the University of São Paulo\'s campus. The biggest difference between the experimental CRCP and those found in the technical literature is the length; in order to simulate a bus stop, each section is 50 meters long, short compared to traditional PCCA up to 400 meters long. To analyze the behavior of the pavement, three performance studies were carried out: cracks surveys; strain tests with dynamic load tests (DLT) with a loaded truck; and Falling Weight Deflectometer (FWD) deflection testing. The analysis shows that the cracking pattern is quite distinct from that found in traditional PCCA, the short extension, coupled with the slabs lack of anchorage, resulted in a late cracking development and in large crack spacing. Section 1, has yet to develop any cracks. The low cracking suggested the hypothesis that the cracks were invisible to the naked eye due to the longitudinal bars strong binding effect. However, despite these differences, the stress study through strains obtained by strain gauges in DLT indicate an appropriate structural performance of the pavement, the flexural tensile stresses resulted in values well below the concretes strength, ensuring the slabs quality. Also, the DLT enable a series of stresses analysis with different load configurations. The deflection study showed that in the longitudinal edges vicinity, deflections are higher due to lack of any anchorage system; the center deflections are typical concrete pavement ones. The deflection basins backcalculation resulted in values of elasticity modulus of concrete and modulus of subgrade reaction lower near the edge, reinforcing the impact of the lack of anchorage. The analysis of the load transfer efficiency across cracks showed highly satisfactory performance of all cracks, including those nearest to the edge, which certifies the structural integrity of the slab.

O objetivo deste trabalho é controlar a incidência de fissuras em fibrocimentos aplicando o conceito de materiais com gradação funcional através da protensão química gerada pela aplicação de silicato de sódio alcalino entre as camadas dos fibrocimentos. Atualmente é bastante comum os fibrocimentos apresentarem fissuras ao longo das bordas devido aos gradientes de umidade gerados durante a estocagem das pilhas de telhas no pátio das indústrias. O potencial da protensão química foi avaliado através da porosidade total, da quantificação das fases hidratadas, da retração por secagem e do desempenho mecânico. A aplicação de silicato de sódio alcalino no ligante CPII F provocou retração por secagem 1,5 vezes maior que a referência aos 91 dias. O módulo de ruptura (MOR) não sofreu alteração, mas o limite de proporcionalidade da matriz (LOP) aumentou em torno de 95%. O módulo de elasticidade dinâmico foi 13 % maior. O aumento da retração por secagem e o ganho de desempenho mecânico apontam o potencial da protensão química para o controle da fissuração em fibrocimentos produzidos pelo processo Hatschek. / The objective of this work is controlling the incidence of cracks in fiber cement, using the concept of functionally graded materials through the chemical prestressing, generated by application of alkaline sodium silicate among fiber cement layers. Currently, its very common the fiber cements present cracks along the edges due to moisture gradients, caused during storage of piles of tiles in the courtyard of the industry. The chemical prestressing potential was evaluated through of the total porosity, the quantification of hydrate phases, the drying shrinkage and the mechanical performance. The application of alkaline sodium silicate in the cement CPII F caused drying shrinkage 1,5 times greater than the reference to 91 days. The modulus of rupture (MOR) didnt suffer change, but the proportional limit of matrix (LOP) increased by around 95%. The dynamic modulus of elasticity was 13% higher. The increase of drying shrinkage and the mechanical performance gain indicate the chemical prestressing potential to control the cracking in fiber cement produced by the process Hatschek.

O sistema estrutural de pisos com lajes mistas, também chamadas de lajes com fôrma de aço incorporada e popularmente conhecido como steel deck®, é de desenvolvimento recente no Brasil e tem ganhado espaço na indústria da construção civil. Pesquisas internacionais recentes têm mostrado que os efeitos da retração não-uniforme, da fluência e da fissuração são significativos para a evolução dos deslocamentos verticais. No entanto, não há referências na literatura nacional de investigações sobre o tópico, como é usual para as estruturas de concreto armado. Desta forma, o presente trabalho tem como foco estudar o comportamento em serviço de lajes mistas de aço e concreto, com ênfase nos deslocamentos verticais (flechas) diferidos no tempo. São considerados os efeitos da retração e da fluência do concreto, além da interação entre o perfil de aço e o concreto. Um programa experimental exploratório com dois protótipos de lajes mistas idênticas, uma submetida a um carregamento imposto e outra sujeita apenas ao peso próprio, submetidos a um ensaio de longa duração de 260 dias. Os deslocamentos foram medidos diariamente e as condições de temperatura e umidade do ambiente foram monitoradas. Observou-se a evolução das flechas diferidas ao longo dos 260 dias na ordem de 3,20 vezes maior que as flechas imediatas. Ensaios de flexão a quatro pontos foram realizados com as duas lajes submetidas ao ensaio de longa duração e a outras duas com idade de 28 dias, não sendo observado influência do tempo quanto à capacidade resistente das lajes mistas. Finalmente, abordagens analíticas de previsão de flechas foram aplicadas aos protótipos testados e também a outros modelos experimentais presentes na literatura. Os valores previstos por diferentes abordagens de avaliação foram comparados aos resultados experimentais, observando-se que as abordagens que não levam em conta os efeitos da retração não-uniforme e fluência tendem a subestimar a previsão. As abordagens com consideração dos efeitos diferidos apresentaram boa acurácia e destaca-se a importância da consideração dos efeitos dependentes do tempo na previsão dos deslocamentos verticais das lajes estudadas. / The structural floor system using steel-concrete composite slabs also called slabs with profiled steel decking and popularly known as steel deck®, has a recent development in Brazil and has taken space in the civil construction industry. Recent international researches have shown that non-uniform shrinkage, creep and cracking are significant for the time-dependent deflections of those slabs. However, there is no reference in the Brazilian literature of any study investigating the time-dependent behavior of composite slabs, as it is usual for reinforced concrete structures. So, this work focuses on the study of the in-service behavior of steel-concrete composite slabs under long-term conditions. The main emphasis lies on considering the time-dependent effects due to concrete shrinkage and creep, besides the influence of the steel-concrete interaction to calculate the slabs deflections. An exploratory experimental program with two prototypes of identical composite slabs, one subjected to an imposed loading and another subject only to self-weight, submitted to the 260-day long test. During all testing time, they were taken daily measurements of deflection and temperature and humidity conditions were monitored to understand its influence. The time-dependent deflections during the 260-days on the order of 3.20 times greater than the instantaneous deflection were observed. Four-point bending tests were performed with the two slabs submitted to the long-duration test 260-day and two others with a 28-day age. No influence of time was observed on the resistant capacity of composite slabs. Finally, analytical approaches to predict the deflections of the slabs were applied to the prototypes tested and other experimental tests from the literature. The calculated values by different evaluation approaches were compared to the experimental results. The evaluation approaches that do not take into account the effects of non-uniform shrinkage and creep tend to underestimate the previsions. The evaluation approaches considering the time-dependent effects presented good accuracy. The importance of the time-dependent effects for the deflections is demonstrated.

Pesquisas e projetos envolvendo a complexa interação de maciços rochosos com estruturas de suporte de túneis evoluem constantemente. A adoção de modelos numéricos sofisticados aliada ao desenvolvimento de computadores com capacidade de processamento crescente possibilitam representações mecânicas de processos complexos. Para análises geotécnicas, considerações de resistência, deformabilidade e condutividade hidráulica do maciço são encontradas em códigos computacionais com representações próximas das encontradas nas pesquisas experimentais de vanguarda da área. Por outro lado, estes mesmos códigos atribuem com frequência ao comportamento do concreto reforçado representações simplistas, muitas vezes com base na teoria da elasticidade. Implicações econômicas e de incerteza na avaliação da segurança decorrem desta forma de representação. Esta pesquisa visa a contribuir para análises da interação entre maciço e suporte de uma escavação subterrânea. Para tanto foram elaboradas simulações numéricas considerando técnicas consagradas de avaliação mecânica de uma escavação, aliadas a uma representação do concreto reforçado considerando o marcante efeito de fissuração. Com foco no comportamento do concreto foram desenvolvidas simulações numéricas de distintas estruturas de concreto reforçado selecionadas na literatura e que contam com boa instrumentação e caracterização mecânica adequada de seus materiais. Os resultados obtidos indicam a possibilidade da avaliação concomitante das complexas características do maciço assim como do concreto reforçado. Este fato contribui para a avaliação da segurança de uma escavação subterrânea com possíveis repercussões no custo das obras. / Research and projects involving the intricate interaction between rock mass and tunnel support structures constantly evolve. The adoption of sophisticated numerical models allied to the development of computers with an increasing processing capacity allows mechanical representations of complex processes. For geotechnical analysis, considerations on rock mass strength, deformability and hydraulic conductivity are found in computational codes with representations close to those found in vanguard experimental research of this subject. However, these same codes often attribute simplistic representations to reinforced concrete behavior, frequently based on elasticity theory. Economic and uncertainty implications in safety evaluation result from this sort of representation. This research aims to contribute to analysis of interaction between rock mass and support of an underground excavation. Thus, numerical simulations were elaborated considering established techniques of mechanical evaluation of excavations, allied to a reinforced concrete representation taking into account the prominent effect of cracking. Focused on the concrete behavior, there were developed numerical simulations of distinct reinforced concrete structures selected in literature and that rely on fair instrumentation and adequate mechanical characterization of the involved materials. The results indicate the possibility of concomitant evaluation of the rock mass complex character and the reinforced concrete. This fact contributes to safety evaluation of an underground excavation with potential repercussions on project cost.

Os primeiros estudos sobre pavimentos de concreto continuamente armados (PCCA) foram desenvolvidos em zonas cujo clima característico é o temperado (EUA, Holanda e Bélgica), não se tendo estudos técnicos acerca do comportamento do pavimento em ambiente tropical. A premissa de funcionamento do PCCA está baseada na não execução de juntas de retração, obrigatórias em pavimentos de concreto simples (PCS), ou seja, as fissuras devido à retração do concreto ocorrem aleatoriamente, sendo controladas pela elevada taxa de armadura longitudinal disposta longitudinalmente ao longo de toda a extensão do pavimento. Como essa armadura não possui função estrutural, pois é colocada acima da linha neutra da placa, no banzo comprimido, sua função é manter as fissuras fortemente apertadas, garantindo suavidade ao rolamento e elevada transferência de carga (LTE), a qual ocorre pelo intertravamento dos agregados nas faces fissuradas, proporcionando assim um pavimento de alta durabilidade e que dispende baixíssimos custos com manutenção. No Brasil, a primeira experiência com PCCA teve início no ano de 2010, quando foram construídas quatro seções de 50 m de extensão cada, consideradas curtas em comparação aos 400 m de extensão de um PCCA rodoviário que podem ser alcançados ao final de um dia de trabalho. O monitoramento contínuo de tais seções mostrou haver uma diferença muito significativa de comportamento, comparado aos PCCA tradicionais, no que tange o tempo decorrido para estabelecimento do padrão de fissuração (a primeira fissura surgiu um ano após a construção), bem como espaçamento médio entre as fissuras, devido à curta extensão das placas e a inexistência de um sistema de ancoragem nas extremidades. Assim, para melhor compreender o comportamento de pavimentos de concreto com armadura contínua com padrões condizentes à realidade rodoviária em ambiente tropical, em janeiro de 2016, foi construído no campus da Universidade de São Paulo o primeiro PCCA de longa extensão do Brasil, com 200 m de comprimento. Foram empregados quatro diferentes tipos de concreto, variando o tipo de cimento e o tipo de agregado, bem como foram empregados aço galvanizado e aço comum. Para entender o comportamento do pavimento sob as condições climáticas brasileiras foram realizados três estudos: levantamento de fissuras (espaçamento e abertura), modelagem analítica do espaçamento entre fissuras através de modelos de previsão de retração em concreto e testes com FWD para avaliação da eficiência de transferência de carga (LTE) entre as fissuras. A análise do padrão de fissuração mostrou que o desenvolvimento das fissuras aconteceu conforme a literatura técnica, tendo início na primeira semana após a concretagem e atingindo aproximadamente 60% do número total de fissuras antes do primeiro mês. As seções centrais possuem o maior número de fissuras, pois estão ancoradas pelas seções de extremidade, onde o surgimento das fissuras é mais lento por conta da falta de ancoragem. As aberturas das fissuras mostraram-se maiores nas posições com aço galvanizado devido à menor aderência aço-concreto nesse caso, em comparação às posições com aço comum. O modelo de previsão de retração no concreto que melhor se aproximou do espaçamento médio desenvolvido em campo foi o modelo do Eurocode 2, com diferenças em torno de 30%, aproximadamente. As análises de LTE mostraram um desempenho muito satisfatório, apesar de a LTE nas regiões com aço galvanizado ter resultado menor do que a LTE nas regiões com aço comum. / The first studies on continuously reinforced concrete pavements (CRCP) were developed in areas in which the typical weather is temperate (United States, Netherlands and Belgium), with no technical studies carried out in tropical weather. CRCP structural premise is based on a slab without construction joints which are required in jointed plain concrete pavements (JPCP); i.e., CRCP cracks due to concrete shrinkage occur randomly being controlled by the high longitudinal reinforcement percentage, positioned longitudinally along the pavement length. As the longitudinal reinforcement has no structural role, because it is placed above the slab neutral axis, in the compression zone, its main function is to keep cracks strongly tight, ensuring a smooth ride and high load efficiency transfer (LTE) at cracks, which occurs through aggregates interlocking, thereby providing a highly durable pavement with low maintenance costs. The first experience with CRCP in Brazil started in 2010, when four experimental sections were constructed. Each section is 50 meters long, short when compared to the traditional CRCP that can extend for over 400 meters providing that concrete pouring does not stop. Continuous monitoring of these sections has shown that the short CRCP behaves differently from traditional CRCP, regarding the time taken for the cracking pattern full development (the first crack was visible on the surface one year after the construction), as well as average cracking space due to the slab\'s short extension and lack of anchorage. Therefore, in order to fully analyze the behavior of a traditional CRCP under tropical weather, in January 2016, the first long extension CRCP in Brazil was built, at the University of São Paulo campus, with 200 meters length. Four types of concrete were applied in the construction, varying cement and aggregate type. Galvanized and ordinary steel were used as well. To analyze the pavement behavior under Brazilian climatic conditions, three studies were carried out: cracks surveys (spacing and width), analytical modeling crack spacing through shrinkage prediction models and Falling Weight Deflectometer testing to evaluate the crack\'s load transfer efficiency (LTE). Cracking pattern analysis has shown cracks development consistent with technical literature. The first cracks appeared during the first week after concrete placement and, before the first month, about 60% of the total cracks number had developed. Central sections presented greatest number of cracks as they are anchored by the outer sections, where cracking occurs slower due to the lack of anchorage. Cracks width was higher in areas with galvanized steel due to the weaker steel-concrete bond, when compared to areas with common steel. The shrinkage prediction model for concrete that better approached the average field crack spacing was the Eurocode 2, with mean difference of 30%. LTE analysis has shown a quite satisfactory performance, even though LTE in areas with galvanized steel is lower than LTE in areas with common steel.

Submitted by JOSIANE SANTOS DE OLIVEIRA (josianeso) on 2017-10-17T12:52:51Z No. of bitstreams: 1 Hinoel Zamis Ehrenbring_.pdf: 8050494 bytes, checksum: 6538a92632a1aa3f9d35c647159bef3f (MD5) / Made available in DSpace on 2017-10-17T12:52:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Hinoel Zamis Ehrenbring_.pdf: 8050494 bytes, checksum: 6538a92632a1aa3f9d35c647159bef3f (MD5) Previous issue date: 2017-08-28 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / itt Performance - Instituto Tecnológico em Desempenho da Construção Civil / UNISINOS - Universidade do Vale do Rio dos Sinos / Concretos com tecnologia avançada tornam-se cada vez mais comuns na indústria da construção civil. O desenvolvimento de produtos minerais e químicos fomenta a geração desses compósitos, possibilitando a inserção de insumos com desempenhos mecânicos melhorados. Todavia, mesmo com inúmeras vantagens, os novos concretos ainda se encontram suscetíveis à incidência de fissuras causadas pela retração. Sendo uma característica inerente às matrizes cimentícias, a retração, quando restringida, pode gerar manifestações patológicas, que prejudiquem a durabilidade da estrutura. Estudos vêm sendo realizados com enfoque na mitigação dessas anomalias, utilizando reforços primários e secundários dentro da matriz cimentícia. Como alternativa, utilizando as fibras como reforços é possível garantir alterações nos comportamentos mecânicos da mistura, a exemplo da resistência à tração, fator de tenacidade, capacidade de deformação e controle de fissuração. Com isso, nessa pesquisa foram empregadas, de maneira isolada e híbrida, microfibras poliméricas em uma matriz cimentícia. As microfibras eram constituídas por polipropileno (PP), álcool polivinílico (PVA) e recicladas de poliéster (POL). Para tanto, avaliou-se o fenômeno da retração por secagem dos compósitos por meio do ensaio de anel restringido, resistência à compressão axial, resistência à tração na flexão, módulo de elasticidade e tenacidade. Conjuntamente, investigou-se a microestrutura dos compósitos, utilizando o ensaio de microscopia eletrônica de varredura (MEV), a fim de identificar a zona de interface entre o reforço e a matriz cimentícia, assim como a integridade física do reforço no concreto. Os compósitos com microfibras apresentaram maior retração por secagem, quando comparados à matriz referência, chegando a deformações superiores a 50 μm/m. Todas as misturas atingiram alto potencial de fissuração, sendo as amostras contendo microfibras de PP e PVA, as quais obtiveram a formação da fissura mais tardiamente (14 dias). Com relação à resistência à compressão axial e tração na flexão, a inserção de microfibras poliméricas promoveu a redução dos valores em relação à matriz referência. Todavia, o uso de microfibras de PVA não promoveu a queda de resistência à tração na flexão da matriz. Já o fator de tenacidade das misturas com fibras foi superior em relação ao concreto referência, ampliando em até 38 vezes os resultados. Verificou-se que a zona de interface formada pelas microfibras de PVA foi menor, quando comparada às demais opções, o que comprovou os bons resultados proporcionados pelo reforço. Também foi possível observar que as microfibras recicladas de poliéster foram agredidas em meio alcalino, diferentemente das demais. / Concretes with advanced technology become increasingly common in the construction industry. The development of mineral and chemical products encourages the generation of these composites, allowing the insertion of inputs with improved mechanical performances. However, even with numerous advantages, the new concretes are still susceptible to the incidence of cracks caused by shrinkage. As an inherent characteristic of cementitious matrices, shrinkage, when restricted, can impair the quality of the structure and, as a result, generate pathological manifestations. Studies have been carried out focusing on the mitigation of these anomalies, using primary and secondary reinforcements within the cementitious matrix. As an alternative, the fibrous reinforcements guarantee changes in the mechanical behavior of the mixture, such as tensile strength, tenacity factor, deformation capacity and cracking control. Thus, in this research, isolated and hybrid polymer microfibers were used in a reference cementitious matrix. The filaments consisted of polypropylene (PP), polyvinyl alcohol (PVA) and recycled polyester microfibers (POL). For this, the phenomenon of the drying shrinkage of the composites was evaluated by means of the restricted ring test, axial compression strength, flexural tensile strength, modulus of elasticity and toughness. The microstructure of the composites was investigated using the scanning electron microscopy (SEM), in order to identify the interface zone between the reinforcement and the cementitious matrix, as well as the physical integrity of the reinforcement in the concrete. The composites with microfibers presented greater drying shrinkage, when compared to the reference matrix, reaching deformations of more than 50 μm/m. All the blends reached a high cracking potential, with the samples containing PP and PVA microfibers which obtained cracking formation later (14 days). With respect to the compressive strength, the insertion of polymer microfibers significantly decreased the values in relation to the reference matrix. The toughness factor of the bundled mixtures was superior in relation to the reference concrete, increasing up to 38 times the results. On the other hand, the tensile strength in the flexion decreased values with the use of the filamentary reinforcements, except for the mixture with PVA microfibres. It was verified that the interface zone formed by the PVA microfibers was smaller, when compared to the other options, which proved the good results provided by the reinforcement. It was also possible to observe that recycled polyester microfibers were attacked in alkaline solution, unlike the others.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:09:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissMCF.pdf: 5555866 bytes, checksum: 149f622dfa87bd0ca10ddd24bfe7b9c5 (MD5) Previous issue date: 2003-12-12 / Financiadora de Estudos e Projetos / This work presents design and executive procedures for pre-cast slabs with unidirectional ribs, which are one of the most used construction elements for small buildings in the country, discussing aspects related to constructive details and both to limit state and service limit design procedures. Many construction details are discussed, such as choice of adequate concrete strength, placement, consolidation and cure of concrete, materials quality assurance tests, formwork, minimum distance between supports to different kinds of joists, camber details and others. Regarding the design procedure, there is study about the consideration of cracking and creep in the deflections service state design and also about shear and flexure reinforcement limit state design. Considerations related to panel continuity and walls directly supported by the slab were taken into account. Special care was taken during the work in other to try to suit design theories to construction techniques already known and used in large scale. Recommendations included in the new concrete code NBR 6118 (2003) were also analyzed. The tests presented were performed mainly by Grupo de Estudos de Sistemas Estruturais em Concreto da UFSCar in which the author belongs in, including a series of tests to measure deflections in pre-cast slab taking in account the creep and cracking phenomena. / Neste trabalho é apresentada toda a metodologia para o projeto e a execução de lajes pré-moldadas com nervuras unidirecionais, que são um dos elementos construtivos mais utilizados em edificações de pequeno porte no país, abordando temas relacionados desde detalhes construtivos assim como o cálculo no estado limite de deformação excessiva. São discutidos detalhes construtivos como a escolha do concreto com resistência adequada, técnicas de cura e adensamento, ensaios necessários no canteiro, lançamento do concreto, cuidados na confecção de formas, distancia mínima entre escoras para diferentes tipos de vigotas, utilização de contra flecha. Em relação ao dimensionamento tem-se a consideração da fissuração e da fluência no estado limite de deformação excessiva e estado limite ultimo de flexão e cisalhamento. São feitas ainda considerações a respeito da continuidade, paredes apoiadas diretamente sobre a laje. Preocupou-se em adequar todas as teorias de cálculo e técnicas já conhecidas e empregadas em larga escala. Estão incluídas neste trabalho as especificações normativas referentes à NBR 6118/03 que acaba de entrar em vigor. Os resultados apresentados foram realizados, em sua maioria, pelo Grupo de Estudo de Sistemas Estruturais em Concreto da UFSCar do qual faz parte o autor dessa dissertação e envolveram uma serie de experimentos relacionados à deformação de lajes pré-moldados considerando os fenômenos de fluência e fissuração do concreto.

Pesquisas e projetos envolvendo a complexa interação de maciços rochosos com estruturas de suporte de túneis evoluem constantemente. A adoção de modelos numéricos sofisticados aliada ao desenvolvimento de computadores com capacidade de processamento crescente possibilitam representações mecânicas de processos complexos. Para análises geotécnicas, considerações de resistência, deformabilidade e condutividade hidráulica do maciço são encontradas em códigos computacionais com representações próximas das encontradas nas pesquisas experimentais de vanguarda da área. Por outro lado, estes mesmos códigos atribuem com frequência ao comportamento do concreto reforçado representações simplistas, muitas vezes com base na teoria da elasticidade. Implicações econômicas e de incerteza na avaliação da segurança decorrem desta forma de representação. Esta pesquisa visa a contribuir para análises da interação entre maciço e suporte de uma escavação subterrânea. Para tanto foram elaboradas simulações numéricas considerando técnicas consagradas de avaliação mecânica de uma escavação, aliadas a uma representação do concreto reforçado considerando o marcante efeito de fissuração. Com foco no comportamento do concreto foram desenvolvidas simulações numéricas de distintas estruturas de concreto reforçado selecionadas na literatura e que contam com boa instrumentação e caracterização mecânica adequada de seus materiais. Os resultados obtidos indicam a possibilidade da avaliação concomitante das complexas características do maciço assim como do concreto reforçado. Este fato contribui para a avaliação da segurança de uma escavação subterrânea com possíveis repercussões no custo das obras. / Research and projects involving the intricate interaction between rock mass and tunnel support structures constantly evolve. The adoption of sophisticated numerical models allied to the development of computers with an increasing processing capacity allows mechanical representations of complex processes. For geotechnical analysis, considerations on rock mass strength, deformability and hydraulic conductivity are found in computational codes with representations close to those found in vanguard experimental research of this subject. However, these same codes often attribute simplistic representations to reinforced concrete behavior, frequently based on elasticity theory. Economic and uncertainty implications in safety evaluation result from this sort of representation. This research aims to contribute to analysis of interaction between rock mass and support of an underground excavation. Thus, numerical simulations were elaborated considering established techniques of mechanical evaluation of excavations, allied to a reinforced concrete representation taking into account the prominent effect of cracking. Focused on the concrete behavior, there were developed numerical simulations of distinct reinforced concrete structures selected in literature and that rely on fair instrumentation and adequate mechanical characterization of the involved materials. The results indicate the possibility of concomitant evaluation of the rock mass complex character and the reinforced concrete. This fact contributes to safety evaluation of an underground excavation with potential repercussions on project cost.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This work presents a numerical method for the evaluation of internal forces and displacements in reinforced concrete straight beams considering cracking and the influence of longitudinal and transversal reinforcement. In order to simulate cracking behavior, the elasticity module of the cracked element is reduced depending on the dimensions of the finite element. The physical non-linear behavior of concrete and steel is also considered. The finite element method was used for a rectangular element with four nodes representing the concrete. A hinged end bar element in tension and compression was used for steel. The numerical results obtained compared satisfactorily with the experimental ones available in the technical literature. The results were analyzed by graphs and tables. The analysis showed the proposed method is actually appropriate for reinforced concrete beams simulations. / O presente trabalho apresenta um método numérico para a determinação dos esforços e deslocamentos em vigas retas de concreto armado levando em consideração a fissuração e a influência das armaduras longitudinais e transversais. Para simular numericamente as fissuras, o elemento fissurado tem seu módulo de elasticidade reduzido em função das dimensões do elemento finito. Também é considerada a não-linearidade física dos materiais aço e concreto. Empregou-se o método dos elementos finitos com elementos retangulares de quatro nós para o concreto e elementos do tipo barra com capacidade de tração ou compressão para o aço. A validação do sistema computacional foi feita através de comparações entre resultados numéricos do programa com resultados experimentais desenvolvidos por outros pesquisadores. Os resultados são comparados entre si através das respostas mostradas em gráficos e tabelas mostrando que o método utilizado é bastante apropriado para a análise de vigas de concreto armado. / Mestre em Engenharia Civil

The safety fundamental principle of reinforced concrete structures related of a possible collapse is that the security does not depend on the concrete resistance tensile strength to eliminate the risk of collapse without notice. The cracking caused by tensile stresses can affect the concrete structure and should be avoided to the natural structural collapse doesn t occur. The diagonal crack that appears on the act of breaking is called critical crack, characteristic of shear failure. In this work were experimentally studied the additional mechanisms from the shear resistant trusses in reinforced concrete frames without transverse reinforcement. The experimental experiments consists on testing eight frames that were subjected to a simple bending. Two concrete grades of characteristic the compressive strength were considered on the construction of the frames. To resist the bending stresses, the frame s beams are designed in the field 3 of the ultimate limit states. Different rates and diameters of longitudinal reinforcement were used. In all frames weren t considered the use of transverse reinforcement in the region of shear on the beams. From the results obtained were analyzed the proposed criteria to define the portion of the contribution for the shear resistance mechanisms of concrete without the use of transverse reinforcement and the influence of the concrete resistance and longitudinal reinforcement rates in the numerical results experimentally obtained. / O princípio fundamental de segurança das estruturas de concreto armado, em relação a um eventual colapso, é que a segurança não dependa da resistência à tração do concreto a fim de eliminar o risco de colapso sem aviso prévio. A fissuração, proveniente de esforços de tração, pode causar a ruptura do concreto e deve ser evitada para que não ocorra o colapso estrutural. A fissura diagonal que surge no ato da ruptura é chamada de fissura crítica, característica da ruptura por força cortante. Nesta pesquisa foram realizados experimentos para analisar os mecanismos complementares ao de treliça de resistência ao cisalhamento em vigas de pórticos de concreto armado sem armadura transversal. O programa experimental consistiu no ensaio de oito pórticos e os modelos foram submetidos à flexão simples. Foram consideradas duas classes de resistências à compressão do concreto para a concretagem dos modelos. Para resistir os esforços de flexão, as vigas foram dimensionadas no domínio 3 do estado limite último. Foram usadas diferentes taxas e diâmetros de armaduras longitudinais de tração. Em todos os protótipos ou pórticos não foi considerado o uso de armadura transversal na região de esforços cortantes das vigas. A partir dos resultados obtidos foram analisados os critérios já propostos por normas para definir a parcela da contribuição relativa aos mecanismos resistentes de cisalhamento do concreto sem o uso de armadura transversal e a influência das resistências do concreto e taxas de armadura longitudinal nos resultados numéricos obtidos experimentalmente. / Mestre em Engenharia Civil