Este trabalho apresenta dois tipos de ensaios não destrutivos para a correlação do módulo dinâmico com a resistência à compressão para elementos de concreto. Os métodos de ensaio são a ultrassonografia e o método de excitação por impulso utilizando o equipamento Sonelastic®. Neste trabalho estão descritos seus funcionamentos, aplicações e limitações. A ultrassonografia, através da propagação de ondas sonoras, fornece, indiretamente, o módulo de elasticidade dinâmico. Com o método de excitação por impulso obtêm-se as frequências naturais e os modos de vibração do elemento estudado, o que permite determinar seu módulo dinâmico. Primeiramente, estes ensaios foram utilizados em corpos-de-prova cilíndricos e lajes alveolares produzidas em laboratório para a obtenção das curvas de correlação e, em seguida, estes mesmos ensaios foram realizados na fábrica de concreto pré-moldado. Para elementos de geometria complexa, como é o caso das lajes alveolares, apresenta-se uma metodologia para a obtenção de uma equação analítica para o cálculo do módulo dinâmico no ensaio de excitação por impulso. Estes métodos tiveram o objetivo final de avaliar a resistência à compressão do concreto na pista de protensão da fábrica, e então determinar o melhor momento para a desforma e corte do cabo de protensão. Com ambos os métodos, obteve-se ótimas correlações do módulo dinâmico com a resistência à compressão dos elementos em laboratório. Na fábrica de concreto pré-moldado não foi possível obter uma curva de correlação representativa de toda a laje na pista de protensão, porém foi possível registrar um bom indicativo de que é possível obter boas correlações para futuras pesquisas no assunto / This work presents two types of non-destructive testing for the correlation of the dynamic elastic modulus with the compressive strength. The test methods are the ultrasonography and the impulse excitation using the Sonelastic® equipment. In this work the equipaments operations, applications and limitations are also described. The ultrasound test indirectly supplies the dynamic elastic modulus through the propagation of sound waves. The natural frequencies and the vibration modes of the studied elements are obtained through impulse excitation method allowing to determine its dynamic modulus. To start, these tests were used in cylindrical specimens and hollow core slabs produced in the laboratory to obtain the correlation curves, and then these same methods were performed in the pre-cast concrete plant. As for complex geometric elements, as in the case of hollow core slabs, a methodology is applied in order to obtain an analytic equation to calculate the dynamic modulus in the impulse excitation test. These methods had the final goal the evaluation of the strength of prestressed concrete lying on track of the plant, so as to determine the best moment to demold and cut the prestressed cable. Excellent correlations of the dynamic modulus with compressive strength of the elements made in laboratory were obtained using both methods. It was not possible to obtain in the precast concrete plant a representative correlation curve of the whole slab on the track, nevertheless, it was possible to record a good indication that it is possible to obtain good correlations for future research.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:09:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2650.pdf: 5740203 bytes, checksum: 7179b3cceecc59296850ba33bcd2404f (MD5) Previous issue date: 2009-08-28 / This work is aimed at studying slab systems for steel structures by assessing massive conventional slab, framed slab, pre-cast slabs, compsite slab systems and other systems of steel and concrete. Characteristics as well as structural and building advantages and disadvantages of each slab system for steel structures usage are addressed. Based on a defined architecture, a structural project will be developed in which the main structure (columns and beams) is supported by steel structure, and several solutions using different slab systems will be technically presented according to the methodology for mounting them, execution, and cost comparisons. A more realistic evaluation of each slab system studied was sought by comparing them to each other in terms of structural behaviour, building techniques, and cost. / Este trabalho tem como proposta estudar os sistemas de lajes para estruturas metálicas, avaliando as lajes convencionais maciças, as lajes treliçadas e pré-moldadas, a laje mista com forma de aço e outros sistemas de laje mista de aço e concreto (pavimento misto). Apresentam-se e discutem-se características, vantagens e desvantagens estruturais e construtivas de cada sistema de laje, quando usado em estruturas metálicas. Baseado numa arquitetura definida, será desenvolvido o projeto estrutural, com a estrutura principal (pilares e vigas) em estrutura metálica e com as diversas soluções em laje, avaliando tecnicamente a metodologia de montagem e execução e comparando custos envolvidos. Busca-se uma avaliação mais realista, para cada sistema de laje estudado, comparando as lajes entre si, no que diz respeito ao comportamento estrutural, às técnicas construtivas e ao custo.

Submitted by Livia Mello (liviacmello@yahoo.com.br) on 2016-10-03T20:43:15Z No. of bitstreams: 1 DissRMLCD.pdf: 5085263 bytes, checksum: e183a49ef856b81a1918e8f113f42ff3 (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-10-10T19:13:13Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissRMLCD.pdf: 5085263 bytes, checksum: e183a49ef856b81a1918e8f113f42ff3 (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-10-10T19:13:24Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissRMLCD.pdf: 5085263 bytes, checksum: e183a49ef856b81a1918e8f113f42ff3 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-10-10T19:13:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissRMLCD.pdf: 5085263 bytes, checksum: e183a49ef856b81a1918e8f113f42ff3 (MD5) Previous issue date: 2015-02-11 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Industrialization in the Brazilian construction industry is a growing trend, while the need to fulfill tight deadlines increases as well as labor costs, being mandatory to keep quality standards and the competitiveness of enterprises. In this sense, the precast concrete is an increasingly valid solution.Among him, the floor in hollow core slabs of prestressed concrete, as part of a constructive system of open cycle. This kind of floor can be applied in various sectors and to the most varied typologies. The ABNT NBR 14861: 2011 is still quite new, and includes a set of quality control care for the implementation of hollow core slabs in prestressed concrete, although it is felt that the respective degree of detail could be improved.On the other hand, the standard has just focusing on such care specially concerning project and product approaches, and not so much with a process approach. There is also some difficulty in the flow of information and knowledge between the academy and industry in general. The dissertation provides a detailed analysis of production of hollow core slabs in prestressed concrete, according to the respective processes, since the inputs enter factories, until the structural cover is performed on site. The macro-production process is divided into several stages of lower complexity, and contains a detailed listing of quality control procedures required, in a simple and practical manner. Thus, can be established a kind of a guide to good quality control practices for the production of LACP, which is then systematized through a set of checklists. The establishment of guidelines for good quality control practices in the various LACP production stages is the main goal of this research. In order to accomplish this goal have been made extensive literature reviews on Quality and hollow core slabs, using theses, dissertations, monographs, papers, magazines and electronic sites. Were also made visits to a factory which produces equipment for production of hollow core slabs, and to a plant producing LACP, in the interior of the state of São Paulo, during which were made unstructured interviews with their maximum management responsables. Finally it was made an essentially qualitative comparative analysis of the data collected and the quality control procedures of the ABNT NBR 14861: 2011. It is intended, with the checklists contained in the dissertation, to ensure production, transportation to site, installation of LACP and execution of the respective structural wrapper, with the highest quality consistency that is possible, thereby minimizing to minimum the existence of possible non-compliances. / A industrialização no setor da construção civil brasileira é uma tendência crescente, ao mesmo tempo que a necessidade do cumprimento de prazos cada vez mais apertados vai aumentando, assim como os custos de mão de obra, sendo obrigatório manter-se os padrões de qualidade das obras e a competitividade das empresas. Nesse sentido, os pré-fabricados em concreto são uma solução cada vez mais válida e entre eles, os pisos em lajes alveolares de concreto protendido (LACP), como elemento de um sistema construtivo de ciclo aberto. Essas lajes podem ser aplicadas nos mais variados segmentos e nas mais variadas tipologias. A norma ABNT NBR 14861:2011 é ainda bastante recente, e contempla um conjunto de cuidados de controle de qualidade para a execução de lajes alveolares em concreto protendido, embora se julgue que o respetivo grau de detalhe poderia ser melhorado. Por outro lado, a norma acaba focando esses cuidados mais segundo abordagens de projeto e de produto, e não tanto numa abordagem por processos. Existe também alguma dificuldade no fluxo de informações e conhecimentos entre os meios acadêmicos e as empresas em geral. A dissertação faz uma análise detalhada da produção de lajes alveolares em concreto protendido, segundo os respetivos processos, desde que os insumos entram nas fábricas, até que a capa estrutural é executada em canteiro. O macro-processo de produção é dividido em várias etapas de complexidade menor, e é feita uma listagem detalhada dos procedimentos de controle de qualidade necessários, e de uma forma simples e prática. Desse modo, consegue-se estabelecer como que um guia de boas práticas de controle de qualidade para a produção de LACP, o qual é depois sistematizado através de um conjunto de listas de verificação (check-list ́s). O estabelecimento de diretrizes para boas práticas de controle de qualidade nas várias etapas de produção de LACP é o objetivo principal desta pesquisa. Para conseguir atingir esse objetivo foram feitas amplas revisões bibliográficas sobre Qualidade e Lajes Alveolares em Concreto Protendido, recorrendo a teses, dissertações, monografias, artigos científicos, revistas e sítios eletrônicos. Foram também realizadas visitas a uma fábrica de equipamentos para produção de LACP, e a uma unidade fabril produtora de LACP, no interior do estado de São Paulo, durante as quais foram feitas entrevistas não estruturadas com os respetivos responsáveis máximos. Finalmente fez-se uma análise comparativa essencialmente qualitativa entre os dados recolhidos e os procedimentos de controle de qualidade que constam da norma ABNT NBR 14861:2011. Pretende-se, com as listas de verificação que constam da dissertação, garantir uma produção, transporte a canteiro, montagem das LACP e execução da respetiva capa estrutural com a máxima coerência de qualidade possível, reduzindo assim ao mínimo a existência de possíveis não conformidades.

Na construção de novas estruturas ou mesmo durante sua recuperação, a velocidade de construção influencia de maneira significativa, não apenas nos custos, mas também pelo potencial efeito nocivo (ruído, poluição, problemas no transito de veículos e pessoas, etc.) advindo da construção. Assim, para a construção, é desejável um período de construção tão breve quanto possível. As estruturas mistas de aço e concreto correspondem satisfatoriamente a essa necessidade, pois tanto os elementos de aço quanto os de concreto podem ser pré-fabricados industrialmente, ficando apenas as etapas de içamento e montagem a serem realizadas in-loco. Correntemente, entretanto, as ligações entre aço e concreto utilizadas em estruturas mistas, não estão bem adaptadas à utilização de lajes pré-fabricadas, pois tendem a diminuir a rapidez de montagem e a durabilidade do pavimento. Desta forma, a necessidade de desenvolvimento de novos tipos de ligações se evidencia. Ligações por aderência, na qual a resistência se dá pelo atrito entre varias interfaces, constitui-se de uma solução particularmente promissora. O conhecimento atual a respeito deste tipo de ligações é incompleto, e necessita ser complementado de maneira a possibilitar a utilização das ligações por aderência na prática. A presente pesquisa teve como objetivo analisar e discutir o comportamento das ligações por aderência aço concreto, por meio da ligação entre lajes pré-fabricadas e vigas de aço de seção I através de ensaios estáticos. Em complemento, ensaios dinâmicos não destrutivos visando à observação do comportamento vibracional do protótipo provocado por impacto, foram realizados a fim de avaliar a influência do estado de danificação na frequência natural da viga mista, após o ensaio monotônico. Complementando a avaliação experimental, a simulação numérica dos protótipos experimentais foi realizada utilizando o pacote computacional Fx + Diana® e uma análise paramétrica desenvolvida. Os resultados obtidos na presente investigação para a ligação proposta se demostraram promissores, para todos os conectores analisados, L, R e RP, especialmente no que se refere à resistência ao cisalhamento da ligação. Ressalta-se que o modelo numérico desenvolvido foi capaz de estimar satisfatoriamente a capacidade resistente dos protótipos experimentais e o deslizamento na carga máxima. / For new structures, or even retrofitting old ones, the speed of construction has a significant impact not only on costs but also by potential harmful effects (noise, pollution, traffic of vehicles and people, etc.) provoked during the process. In this way, it is desirable a construction period as short as possible. Steel concrete composite structures respond satisfactorily to this need, since they have steel and concrete elements that can be industrially pre-fabricated, and only lifting and assembly are developed in-loco. Currently, however, the connections between steel and concrete used in composite structures are not well adapted to the use of precast concrete slabs, reducing the speed of assembling and also the durability of the produced floor. So, the need for the development of new types of connections becomes evident. Connections based on adherence, where the resistance comes from friction at interface, are a promising solution. Due to the lack of knowledge regarding this type of connections, additional studies must be conducted to make possible the use of connections by adherence. Present research aimed to analyze and discuss the behavior of connections by adherence between steel and concrete, through the combination of precast concrete slabs and steel beams with I cross sections. The connections are studied by means of experimental tests considering static loads. Additionally, dynamic tests are also carried out, aiming to observe the vibration produced by impact after static loads. The influence of damage provoked by static test on the natural frequencies of the beams was also investigated. The results obtained in the experimental program showed the good performance of the proposed connection and the feasibility of applying this solution to future composite structures. A nonlinear numerical analysis using commercially available software based on finite elements method was also performed, showing a good agreement with the experimental results.

Este trabalho trata da análise elástico-linear de pavimentos de edifícios de concreto armado em laje nervurada e, em especial, lajes lisas com vigas nas bordas. Inicialmente desenvolve-se um pré-processador dedicado a esse sistema estrutural com todas as facilidades que permitem sua modelagem rápida e eficiente. Os dados de entrada são baseados quase que exclusivamente no fornecimento dos contornos dos capitéis e do pavimento, sendo que este último é discretizado em segmentos retilíneos que devem ser paralelos aos eixos do sistema cartesiano. Com um mínimo de informações, esse pré-processador executa a montagem do arquivo de dados, definindo automaticamente elementos de barra para as nervuras, elementos de placa para os capitéis e realizando todos os ajustes necessários para a modelagem do pavimento a ser analisado com a utilização de um sistema em Elementos Finitos. Com a utilização dessa ferramenta, desenvolve-se um estudo de alguns casos de pavimentos típicos, objetivando-se, em especial, uma comparação entre a análise através de elementos de barra e placa e o procedimento simplificado de se considerar apenas elementos finitos de placa com rigidez equivalente. Para facilitar a análise dos resultados apresenta-se um pós-processador que permite a visualização tridimensional dos esforços solicitantes e deslocamentos obtidos. / This work deals with the linearly elastic analysis of reinforced concrete building floors in waffle slab, emphasizing flat slabs with beams at the edges. lnitially it is developed a pre-processor dedicated to this structural system, with all facilities that allows a quick and efficient modeling. The input data are based on the supplying of the the drop-panels and the floor contours, and this last one is discretized in right segments that must be parallel with the axes of the Cartesian system. With few informations, this pre-processor performs the assemblage data files, defining automatically bar elements to the ribs, plate elements to the drop-panels and realizing all the necessary adjustments in the model to be analyzed by a Finite Element system. With the utilization of the mentioned tool, it is presented a study of some typical floors, enhancing a comparison between the analysis using bar and plate elements and the simplified process with equivalent rigidity plate elements. In order to facilitate the analysis of the results it is also presented a pos-processor that allows a tridimensional visualization of internal forces and displacements.

Este trabalho apresenta o estudo de uma formulação do método dos elementos de contorno para a análise da interação placa-viga de pavimentos de edifícios. Para compatibilizar adequadamente as vigas e a placa, é utilizada uma formulação alternativa do método dos elementos de contorno para placas delgadas em que, a viga é modelada por equações diferenciais ordinárias e, a compatibilidade entre a placa e a viga é feita por meio dos deslocamentos e forças de ligação nos nós dos elementos. Após a imposição das condições de contorno e resolução final do sistema de equações, são obtidos os esforços nas vigas e deslocamentos na placa, que por fim são confrontados com outras formulações. Exemplos foram analisados demonstrando uma ótima concordância com os exemplos obtidos por outras formulações. / This work presents a formulation of the boundary element method for the analysis of plate-beam interaction in buildings floors. In order to properly match the beams and plate is used an alternative formulation of the boundary element method for thin plates, in which the beam is modeled by ordinary differential equations and the compatibility between plate and beam is done by the displacements and forces of connection in the nodes of the elements. After applying boundary conditions and final resolution of the system of equations, efforts are obtained in beams and plate displacements, that are confronted with other formulations. Samples were analyzed showing excellent results compared with those obtained by other formulations.

O principal objetivo deste trabalho é apresentar um estudo sobre análise de estrutura tridimensional de edifícios de andares múltiplos considerando a interação de deslocamentos e esforços entre os vários elementos que formam a estrutura, levando-se em consideração a rigidez transversal à flexão das lajes. Isto é realizado através de um modelo que compatibiliza o elemento que discretiza o núcleo com sete graus de liberdade, baseado na teoria da flexo-torção de Vlassov, com o restante da estrutura tridimensional de edifícios de andares múltiplos formada pelos núcleos, pilares, vigas e lajes. Os elementos finitos de placa adotados na discretização do pavimento, responsáveis pela consideração da rigidez transversal das lajes na análise do edifício são o DKT (Discrete Kirchhoff Theory) e DST (Discrete Shear Theory). Para os pilares e os núcleos o equilíbrio de forças é verificado na sua posição deformada, ou como é conhecido da literatura técnica, análise em teoria de 2ª ordem, considerando a não linearidade geométrica. Para o cálculo dos esforços e deslocamentos na estrutura são aplicadas as técnicas de subestruturação em série e paralelo na matriz de rigidez global da estrutura. Elaborou-se um programa de computador para o processo de cálculo, utilizando a linguagem computacional Fortran Power Station 90 e pré e pós processadores em Visual Basic 6.0 para ambiente Windows. Finalmente são apresentados alguns exemplos para comprovar a validade do processo de cálculo utilizado / The main aim of this work is to apresent a study about analysis of three-dimentional structures of multistory buildings considering the interaction of displacements and stresses of the elements of the structures, with the influence of the transverse bending stiffness of slabs. The plate finite elements adopted in floor discretization, responsible for considering the bending stiffness contribution of slabs in the analysis of buildings, are the DKT (Discrete Kirchhoff Theory) and the DST (Discrete Shear Theory). For columns and core walls the forces equilibrium is verified for the columns in their deformed position, which is known in the technical literature as second order analysis, considering the geometric non-linearity. The techniques of serial and parallel analyses of substructures are applied to the global stiffness matrix for the calculus of forces and displacements in the structure. A computer program was developed for the calculation process, using the computer language Fortran Power Station 90 and pre and post-processors in Visual Basic 6.0 for a Windows environment. Finally, some examples are presented to check the validity of the employed calculus process

Este trabalho aborda um dos tipos construtivos mais empregados em lajes de edificações no Brasil, que são as lajes com nervuras pré-moldadas com armação treliçada. O objetivo principal do trabalho é contribuir na avaliação da continuidade estrutural relativa aos momentos fletores negativos nos apoios destas lajes. Para a realização deste trabalho, as lajes em concreto pré-moldado formadas por vigota com armação treliçada foram analisadas segundo modelos teóricos e experimentais. Na análise teórica, a consideração da não-linearidade física do concreto é realizada a partir do uso da relação momento x curvatura proposta pelo código modelo CEB-90 em conjunto com a técnica do carregamento incremental. Os resultados do modelo teórico são confrontados com os resultados obtidos em ensaios experimentais de faixas de lajes contínuas dimensionadas com diferentes graus de redistribuição dos momentos fletores negativos. Nas análises realizadas observa-se que: a) o modelo teórico apresenta bons resultados comparados aos resultados experimentais, b) as lajes apresentam boa capacidade de rotação plástica, c) com alta taxa de armadura negativa não ocorre redistribuição de esforços, d) as flechas praticamente independem da taxa de armadura negativa e e) a força última é praticamente independente do grau de redistribuição adotado no dimensionamento. / This work deal with an usual type of slab in Brazil: slabs made by precast joist with lattice reinforcement. The goal of this work is the structural analysis of bending moments in the supports of slabs made by this kind of precast element. Theoretical and experimental models analyze this type of slab. In the theoretical analysis, the non-linear concrete behavior is done by moment x curvature relationship of Model Code CEB-90 add incremental load technique. The theoretical model is compared with experimental results of continuous strip slabs designed with different degrees of bending moment redistribution. In these analysis had been noted: a) the theoretical model presents good results compared with the experimental results, b) the slabs present good plastic rotation capacity, c) with high negative reinforcement ratio in the support does not happen moment redistribution, d) the displacement is practically independent of negative reinforcement ratio and e) the ultimate load is practically independent of redistribution degree idealized in the design.

O objetivo principal deste trabalho é apresentar um modelo de análise probabilística do comportamento ao longo do tempo de estruturas de concreto. Para isso, é realizada a análise probabilística em conjunto com análise numérica. A análise numérica é realizada através de um programa computacional, baseado no método dos elementos finitos, que considera o comportamento não-linear e dependente do tempo dos materiais, assim como o processo evolutivo da construção. Para determinar o efeito das incertezas dos parâmetros é realizada uma análise probabilística, utilizando o método de amostragem por hipercubo latino. O modelo apresentado pode ser aplicado para a análise probabilística do comportamento ao longo do tempo das estruturas de concreto em geral. No entanto, foi aplicado na análise das flechas diferidas de lajes pré-moldadas formadas por vigotas com armação treliçada. Com esta análise, pôde-se propor um coeficiente multiplicador das flechas imediatas para a avaliação das flechas diferidas no tempo. O coeficiente multiplicador obtido para as lajes pré-moldadas formadas por vigotas com armação treliçada pode alcançar valores muito superiores ao fator 'alfa'f recomendado pela NBR 6118 (2003) para o caso de vigas de concreto armado. / The goal of this research is to present a probabilistic analysis model of the long-term behavior of concrete structures. For that, the probabilistic analysis is carried out together with numerical analysis. The numerical analysis is carried out using a software based on the finite element method that takes into account the nonlinear and time dependent behavior of the materials, as well as the evolutionary construction process. A probabilistic analysis is carried out in order to determine the effects of the uncertainties of the parameters, using latin hypercube sampling method. The presented model can be applied in the probabilistic analysis of the long-term behavior of concrete structures in general. However, it was applied in the analysis of the long-term deflections of precast slabs made by joist with lattice reinforcement. By this analysis, a multiplier coefficient of immediate deflections to evaluate long-term deflections could be proposed. The multiplier coefficient obtained for precast slabs made by joist with lattice reinforcement can reach values much higher than the factor 'alfa'f recommended by NBR 6118 (2003) for the case of reinforced concrete beams.

O piso misto usual é formado pela laje mista, de aço e concreto, apoiada na mesa superior da viga metálica. No piso misto de pequena altura, a laje mista se apoia na mesa inferior da viga, diminuindo assim a altura total do piso. A forma de aço, utilizada nesse sistema, tende a ser três vezes mais alta, que as formas de aço usuais. No Brasil não há uma forma de aço para uso nos sistemas mistos de pequena altura, comercializada. Este estudo trata do desenvolvimento de uma forma de aço trapezoidal para pisos mistos de pequena altura. Foi desenvolvida uma geometria de forma de aço trapezoidal com mossas estampadas nas laterais. Foram realizados ensaios experimentais com modelos de lajes mistas, confeccionados com a forma de aço desenvolvida no presente estudo. Esses ensaios visaram avaliar a resistência e o comportamento de lajes mistas fabricadas com a forma desenvolvida. A geometria da forma de aço e das mossas apresentaram um bom comportamento frente aos esforços cisalhantes, com resistências comparáveis as formas de aço comercializadas, mostrando que podem ser utilizadas em trabalhos futuros. / The usual composite floor is formed by the composite slab, of steel and concrete, supported on the top flange of the steel beam. On the shallow floor systems, the steel beams are contained within the depth occupied by the floor. The steel form steel used in this composite shallow floor systems is around three times higher than usual forms of steel decking. In Brazil there is not a form of steel for use in shallow floor systems, marketed. This study concerns the development of a steel decking to shallow floor systems. Developed a geometry shape of trapezoidal steel and embossements on the sides. Experimental tests were conducted with composite slabs, made of steel the shape developed in this study. These tests were intended to assess the strength and behavior of composite slabs made with the developed form. The geometry of the steel form and embossements showed good behavior against shearing efforts, forms with resistances comparable steel deckings marketed, showing that may be used in future work.