Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil, Florianópolis, 2013. / Made available in DSpace on 2014-08-06T17:39:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 324566.pdf: 6863695 bytes, checksum: 2d263ff247c94a10fa080f6ef8332bd1 (MD5) Previous issue date: 2013 / Nesta pesquisa realizou-se um estudo numérico sobre a influência da flexibilidade de vigas de apoio na resposta estática e dinâmica de tabuleiros formados por lajes maciças e vigas de concreto armado, em regime elástico-linear. Na resposta estática, é realizada a avaliação da variação de momentos fletores, da área de aço, do detalhamento das armaduras e das flechas das lajes e vigas, em função da relação entre a flexibilidade da laje e da viga. A avaliação da resposta dinâmica é realizada em vibração livre não amortecida, pela qual se obtêm os modos de vibração e os valores das frequências naturais que são comparados com os limites da NBR 6118:2007. Para a análise integrada de pisos de concreto armado constituídos por lajes maciças apoiadas em vigas flexíveis, utilizaram-se o método numérico de Analogia de Grelha (AG) e o Método dos Elementos Finitos (MEF). O procedimento manual de cálculo de lajes, através de tabelas, é utilizado como um procedimento inicial para determinação de flechas e momentos fletores das lajes e também serve de base para a verificação dos modelos mais complexos. Os resultados desta pesquisa mostram que tanto a resposta estática, quanto a resposta dinâmica, do tabuleiro podem apresentar grande variação devido à alteração da relação entre rigidez à flexão das lajes e vigas de bordo. <b> / Abstract: In this research was realized a numerical study about influence of the flexibility of support beams in static and dynamic response of floors made of solid slabs and beams of reinforced concrete, in linear elastic regime. In static response is evaluated the variation of bending moments, area of steel, reinforcement detailing, and arrows of slabs and beams, depending on the relationship between the flexibility of the slab and beam. The evaluation of dynamic response is performed in free undamped vibration, which obtains the vibration modes and the values of natural frequencies, which are compared with the limits of NBR 6118:2007. For the integrated analysis of concrete floors, made of solid slabs supported on flexible beams, was used the numerical method of Analogy of plane Grids (AG) and the Finite Element Method (FEM). The manual procedure for calculating of slabs, through tables, is used as an initial procedure for determining arrows and bending moments of the slabs, and also provides the basis for the verification of models more complex. The research results show that both the static response as the dynamic response of the pavement, may show large variation due to the change in the relationship between bending stiffness of slabs and beams aboard.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil, Florianópolis, 2017 / Made available in DSpace on 2017-09-05T04:11:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 348643.pdf: 10776868 bytes, checksum: f0eaf2ce5698ed74cb54554237063290 (MD5) Previous issue date: 2017 / Projetos estruturais de lajes em concreto armado normalmente são elaborados com base em análises lineares, por meio de modelos numéricos computacionais, que podem causar concentrações dos esforços em determinadas regiões da estrutura. Nessas análises lineares,considera-se apenas o comportamento elástico linear da estrutura, não se levando em consideração o possível comportamento plástico das seções transversais de lajes. Neste trabalho apresentam-se diversos estudos,como em relação à influência do tipo de malha na modelagem das lajes nas concentrações dos esforços; comparativos entre os modelos computacionais, de dois programas comerciais EBERICK e SAP2000; e quanto à forma de plastificação nos apoios de continuidade de lajes.Foram feitas várias análises de modelos plastificados e de variação da extensão da plastificação, comparando-os com pico de momento obtido das análises elásticas de modelos numéricos, e com os valores dos esforços obtidos manualmente e abaixo destes. Também, analisou-se um pavimento com vários pontos de concentrações de esforços,disponibilizado no manual de utilização do programa EBERICK. Por fim, propõem-se procedimentos fundamentados com aplicação em projetos de estruturas de modo a minimizar o efeito das concentrações de esforços que podem surgir nas modelagens computacionais.<br> / Abstract : Structural designs of slabs in reinforced concrete usually are elaborated based on linear analyzes, by numerical computational models, that can cause concentrations of the efforts in certain regions of the structure. In these linear analyzes, only the linear elastic behavior of the structure is considered, not taking into account the possible plastic behavior of the cross sections of slabs. In this work several studies are presented, such as in relation to the influence of the mesh type on the slab modeling in the concentrations of the efforts; Comparisons between the computational models of two EBERICK and SAP2000 commercial programs; And as to the form of plastification in the supports of continuity of slabs. Several analyze of plastified models and variations of the plastification extension were made, comparing them with the peak of moment obtained from the elastic analyzes of numerical models, and with the values of the efforts obtained manually and below these. Also, a pavement with several points of concentration of effort was analyzed, available in the user manual of the EBERICK program. Finally, it is proposed to propose procedures based on the design of structures in order to minimize the effect of the concentration of efforts that can arise in computational modeling.

O objetivo desta dissertação é desenvolver uma formulação para análise não-linear de lajes de concreto armado, através do Método dos Elementos Finitos. O modelo inclui o comportamento mecânico não-linear dos matérias. A possibilidade de ocorrerem grandes deslocamentos e a influência das condições de contorno no plano. O carregamento dever monótono crescente e de curta duração. Inicialmente é estabelecida uma formulação analítica para placas, considerando a deformação por corte e a ocorrência de deformações finitas. Na aplicação do Método dos Elementos Finitos para solução do problema é utilizado um elemento isoparamétrico quadrático, de oito nós da família Serendipity. Aplicando-se o Princípio dos Trabalhos Virtuais, chega-se a um sistema de equações de equilíbrio não-lineares. O comportamento mecânico da estrutura é avaliado através de um modelo laminar. O concreto é modelado como um material isotrópico, não-linear elástico. A fissuração é incluída através de um modelo distribuído, considerando-se a rigidez à tração do concreto entre fissuras (“tension stiffening”). A armadura é representada como uma camada de aço de espessura equivalente, que apenas resiste a esforços normais na direção das barras. O aço é idealizado como um material elástico bilinear, admitindo-se perfeita aderência entre a armadura e o concreto. Na solução do sistema de equações não-lineares é empregado o Método de Newton-Raphson modificado. Como forma de acelerar a convergência é introduzido o Método Secante-Newton. É feita a comprovação experimental do modelo, demonstrando-se a grande influência que a não-lenaridade geométrica e as condições de contorno no plano exercem sobre a resposta estática de lajes de concreto armado.

O objetivo deste trabalho é o desenvolvimento de um programa computacional, elaborado através do método dos elementos finitos, para análise tridimensional de situações de punção em lajes de concreto armado com e sem armadura de cisalhamento. São utilizados modelos constitutivos elasto-viscoplásticos para representar o comportamento do concreto. Para a simulação do concreto submetido a um carregamento de longa duração, empregou-se o modelo de camadas superpostas. Este modelo admite que o concreto é constituído por um número conveniente de camadas com a mesma deformação, porém características materiais diferentes. A tensão total é obtida pela soma das contribuições de cada camada. A armadura é introduzida no modelo como uma linha de material mais rígido no interior do elemento de concreto. Considera-se aderência perfeita entre o concreto e o aço. Assim, os deslocamentos ao longo das barras de aço são determinados a partir dos deslocamentos nodais dos elementos de concreto. Desta forma, a matriz de rigidez da armadura tem a mesma dimensão da matriz de rigidez do elemento de concreto, as quais são somadas para a obtenção da matriz de rigidez total Para representar o comportamento após à fissuração do concreto, é utilizado o modelo de fissuras distribuídas, onde apenas as propriedades dos materiais são modificadas e a malha de elementos finitos não necessita de atualização. Sugerem-se duas formulações para a consideração da contribuição do concreto entre fissuras e da redução na capacidade de transferência de corte devido ao aumento da abertura da fissura. Este último é incluído através de uma simplificação, que consiste em atribuir ao módulo de elasticidade transversal, correspondente ao plano fissurado, um valor reduzido. Para comprovar a validade do programa computacional desenvolvido, comparam-se os resultados numéricos com valores experimentais de ensaios realizados por Coelho (1999), Trautwein (2001) e Fusco (1988). Obtiveram-se boas aproximações para lajes com e sem armadura de cisalhamento. Desta forma, o programa computacional desenvolvido pode ser empregado para generalizar resultados experimentais em lajes cogumelo com variação na resistência do concreto, na bitola das barras de armadura, no espaçamento entre as barras e no número de camadas de armadura de cisalhamento.

Resumo: O objetivo desta dissertação de mestrado foi estudar o comportamento das lajes alveolares pré-fabricadas em concreto protendido submetidas a esforços de cisalhamento. Para isso, foram feitos ensaios de cisalhamento das lajes alveolares com espessura de 26,5cm com e sem capa de concreto de 5cm, sem preenchimento de alvéolos, com dois alvéolos preenchidos e com três alvéolos preenchidos com concreto. Os ensaios foram realizados de acordo com os procedimentos recomendados pela FIP (1992), pela EN 1168:2005 e por Costa (2009). Os valores da força cortante última obtida nos ensaios foram comparados com os valores das forças cortantes resistentes teóricas calculadas de acordo com a NBR 6118:2003 e com a NBR 14861:2011. Ao calcular-se a força cortante resistente através das equações apresentadas na NBR 14861:2011, verificou-se que esta norma está muito mais rigorosa no cálculo da resistência ao cisalhamento das lajes alveolares do que a NBR 6118. Devido à esta grande diferença nos resultados calculados, mesmo para lajes sem preenchimento de alvéolos, esta autora consultou a comissão que elaborou a NBR 14861:2011 e verificou que há um erro no texto da norma, pois o coeficiente foi considerado em duplicidade ( e 0,15). A ABNT emitirá em breve uma emenda da NBR 14861:2011 com as correções necessárias. Durante os ensaios realizados para a presente pesquisa, confirmou-se que o preenchimento dos alvéolos com concreto contribui para o aumento da resistência ao cisalhamento das lajes alveolares. Mas para o caso das lajes de 26,5cm de espessura, deve ser limitada a quantidade a no máximo dois alvéolos preenchidos, pois a maioria dos resultados para lajes com três alvéolos preenchidos foi menor, confirmando que a recomendação da NBR 14861:2011 é coerente com a prática. Após a análise da configuração de fissuração e dos mecanismos de ruptura das lajes alveolares durante os ensaios de cisalhamento, foram desenvolvidos modelos de bielas e tirantes representando as forças atuantes nas lajes no instante da sua ruptura. Através destes modelos foi calculada a tensão de tração atuante nos tirantes de concreto (nervuras) e dimensionada a geometria destes tirantes. As contribuições que esta pesquisa traz são as seguintes: aumento da quantidade de resultados de ensaios com lajes de espessura 26,5cm realizados no Brasil, obtenção de resultados de ensaios de cisalhamento com alvéolos concretados após a liberação da força de protensão, obtenção de resultados de ensaios de cisalhamento em lajes alveolares com alvéolos concretados e com capa de concreto armada com tela soldada, comparação de resultados de ensaios de cisalhamento com valores teóricos calculados através da nova revisão da norma NBR 14861:2011, aplicação de modelos de bielas e tirantes em lajes alveolares protendidas; correção da duplicidade do fator apresentada na NBR 14861:2011.

O objetivo desta dissertação é desenvolver uma formulação para análise não-linear de lajes de concreto armado, através do Método dos Elementos Finitos. O modelo inclui o comportamento mecânico não-linear dos matérias. A possibilidade de ocorrerem grandes deslocamentos e a influência das condições de contorno no plano. O carregamento dever monótono crescente e de curta duração. Inicialmente é estabelecida uma formulação analítica para placas, considerando a deformação por corte e a ocorrência de deformações finitas. Na aplicação do Método dos Elementos Finitos para solução do problema é utilizado um elemento isoparamétrico quadrático, de oito nós da família Serendipity. Aplicando-se o Princípio dos Trabalhos Virtuais, chega-se a um sistema de equações de equilíbrio não-lineares. O comportamento mecânico da estrutura é avaliado através de um modelo laminar. O concreto é modelado como um material isotrópico, não-linear elástico. A fissuração é incluída através de um modelo distribuído, considerando-se a rigidez à tração do concreto entre fissuras (“tension stiffening”). A armadura é representada como uma camada de aço de espessura equivalente, que apenas resiste a esforços normais na direção das barras. O aço é idealizado como um material elástico bilinear, admitindo-se perfeita aderência entre a armadura e o concreto. Na solução do sistema de equações não-lineares é empregado o Método de Newton-Raphson modificado. Como forma de acelerar a convergência é introduzido o Método Secante-Newton. É feita a comprovação experimental do modelo, demonstrando-se a grande influência que a não-lenaridade geométrica e as condições de contorno no plano exercem sobre a resposta estática de lajes de concreto armado.

Submitted by Alice Araujo (alice.caraujo@ufpe.br) on 2018-05-22T22:41:57Z No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO Renan Gustavo Pacheco Soares.pdf: 6293812 bytes, checksum: eb22448277f10e9304a991a4a1639f53 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-05-22T22:41:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO Renan Gustavo Pacheco Soares.pdf: 6293812 bytes, checksum: eb22448277f10e9304a991a4a1639f53 (MD5) Previous issue date: 2017-02-23 / Todo sistema estrutural deve atender aos critérios de funcionalidade, qualidade, desempenho em serviço, durabilidade e segurança. A falta de verificação de alguns desses parâmetros ou a carência de pesquisas nesse sentido têm contribuído para o surgimento de problemas patológicos em estruturas de concreto. Nas últimas décadas, tem sido observado um aumento no quantil de fenômenos patológicos em pisos de concreto de obras situadas no Agreste Pernambucano. No intuito de entender a performance das placas de concreto apoiadas sobre bases deformáveis sob ação de cargas estáticas, bem como dos parâmetros que inferem no surgimento de problemas patológicos, o presente trabalho teve como objetivo proceder uma análise dos principais fatores que contribuem para a fissuração e rompimento de placa em pisos de concreto apoiados sobre elástica, através de análise numérica. Foi utilizada uma ferramenta de auxílio computacional que faz uso do Método dos Elementos Finitos para análises não-lineares, o ANSYS®. As variáveis analisadas foram a concentração de tensões nas bordas das placas e as deflexões máximas nos elementos que compõe toda a estrutura do piso de concreto em função da variação do módulo de deformação longitudinal do concreto e do coeficiente de fricção na região de contato das placas. De um modo geral, foram analisados os pontos críticos das variáveis no intuito de verificar se os mesmos contribuíam para a propagação das fissuras e o rompimento da placa de concreto. Os resultados permitiram obter o entendimento do comportamento estrutural do conjunto placa sub-base e sua contribuição para o surgimento dos problemas de fissuração em pisos de concreto. Foi verificado um problema de fluxo de cisalhamento em função da má aderência na região de contato entre as placas. Também foi constatado que o problema de fissuração não está relacionado com o momento resistente na borda da placa, mas sim do efeito do empenamento. Constatou-se que a laje maciça possui melhor desempenho estrutural como sub-base quando comparada com uma laje nervurada, em torno de 40%. Além disso, foi estabelecida uma recomendação de modo a minimizar o problema de fluxo de cisalhamento na etapa de projeto, pela inserção de barras rígidas de travamento na região de contato entre as placas. / The entire structural system must meet the criteria of functionality, quality, service performance, durability and safety. The lack of verification of some of these parameters or the lack of research in this sense have contributed to the emergence of pathological problems in concrete structures. In the last decades, there has been an increase in the quantile of pathological phenomena in concrete floors of works located in Agreste Pernambucano. In order to understand the performance of concrete plates supported on deformable bases under the action of static loads, as well as the parameters that infer in the appearance of pathological problems, the present work had an objective to analyze the main factors that contribute to the cracking and plate breaking in concrete floors supported on elastic, through the numerical analysis. A computer aided tool was used that uses the Finite Element Method for nonlinear analysis, ANSYS®. The variables analyzed were the concentration of stresses at the edges of the plates and the maximum deflections in the elements that make up the entire structure of the concrete floor as a function of the variation of the longitudinal deformation modulus of the concrete and the coefficient of friction in the contact region of the plates. In general, the critical points of the variables were analyzed in order to verify if they contributed to the propagation of cracks and the rupture of the concrete plate. A shear flow problem was verified due to poor adherence in the contact region between plates. It was also verified that the problem of cracking is not related to the resistant moment at the edge of the plate, but to the effect of the warpage. It was found that the massive slab has better structural performance as a sub-base when compared to a ribbed slab, around 40%. In addition, a recommendation was made in order to minimize the shear flow problem in the design step by inserting rigid locking bars into the contact region between the plates.

Orientador: Luiz Roberto Sobreira de Agostini / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil / Made available in DSpace on 2018-07-24T08:41:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Caixeta_DelmaPareira_M.pdf: 4662539 bytes, checksum: 5d1b515ee2268d6e9d00a570efce8491 (MD5) Previous issue date: 1998 / Resumo: Os elementos pré-fabricados têm cada vez mais ocupado seu espaço nas mais diversas obras de Engenharia Civil. As lajes treliçadas surgiram como uma variação destes elementos. Neste trabalho procurou-se reunir o máximo de informações que possibilitem caracterizar este elemento em nível nacional, bem como ele é tratado em. paises europeus, como a França. Através do ensaio de flexão simples em dez modelos, quatro em seção retangular e seis em seção T, procurou-se representar de forma satisfatória o modo real de sua utilização em obra, buscando a caracterização da vigota treliçada. Foram feitas medidas das flechas verticais, deformações nas barras do banzo superior e diagonais e a caracterização do desenvolvimento e propagação das fissuras. Os ensaios mostraram que as diagonais pouco trabalham no combate aos esforços cortantes, as fissuras aparecem para as primeiras cargas aplicadas e há necessidade de aplicação da contra-flecha na fase de concretagem da laje / Abstract: The pre-fabricated elements has been occupying its space more and more in the several buildings of Civil Engineering. The trussed slabs appeared as a variation of these elements. This work tried to meet the maximum information that facilitate to characterize this element in national level, as well as he is treated at European countries, like France. Through the rehearsal of simple bending in ten models, four in rectangular section and six in section T, tried to represent in a satisfactory way the real manner of its use in buildings, looking for the characterization of the trussed beam. Measures were made of the vertical arrows, deformations in the top bars and diagonals and the characterization of the development and propagation of the cracks. The rehearsals showed that the diagonals don't work hard in the action of the shear efforts, the cracks appear for the first applied loads and there is need of application of the counter-arrows in the concrete stage of the precast slab / Mestrado / Estruturas / Mestre em Engenharia Civil

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. / Made available in DSpace on 2012-10-17T18:37:54Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2014-09-25T18:57:24Z : No. of bitstreams: 1 173958.pdf: 54661838 bytes, checksum: 1e93bc142d5e7d01fcd0607143b82417 (MD5) / Modelamento de lajes isoladas e painéis de lajes contínuas de concreto armado por Analogia de Grelha. Estudo comparativo com os resultados obtidos por Métodos Elásticos. Estudo da influência dos parâmetros de rigidez a torção das lajes, da altura das lajes e da flexibilidade dos apoios. Exemplos de aplicação: laje com bordo livre, laje em formato L, laje com carga linear, laje com furos e laje cogumelo.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil, Florianópolis, 2009 / Made available in DSpace on 2012-10-24T13:32:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 274580.pdf: 6191550 bytes, checksum: 20e811e068dab8f16c408004448368ee (MD5) / Em projetos estruturais, a determinação das solicitações para a verificação dos Estados Limites de Serviço é feita usualmente, com uma análise elástico-linear. Porém, pode ser que ocorram pequenas redistribuições de esforços mesmo em condições de utilização, devido à fissuração das seções mais solicitadas, principalmente no caso de peças dimensionadas com redistribuição de esforços. Neste caso, seria recomendável uma análise não linear para a determinação dos esforços solicitantes em serviço. Contudo, estas análises são geralmente complexas, necessitando certo grau de conhecimento teórico pelo projetista e modelos que exigem tempos de processamento computacional relativamente elevados, dificultando assim o seu uso em projetos usuais. Este trabalho tem por objetivo desenvolver um procedimento simplificado para a determinação dos esforços solicitantes em elementos sob condições de serviço, onde são utilizados diagramas momento curvatura para a consideração da não-linearidade dos materiais. Foi desenvolvido um programa computacional como forma de automatizar o processo iterativo que envolvem essas análises. Foram implementados no programa três tipos de diagramas momento-curvatura para se levar em conta a contribuição do concreto entre fissuras, o primeiro deles indicado pela NBR6118 proposto por Branson, o segundo retirado do CEB-FIP Model Code e o terceiro um diagrama bilinear simplificado. Foram estudados inicialmente exemplos de vigas contínuas, averiguando se há redistribuição de esforços em serviço, comparando os resultados obtidos pelos três diferentes diagramas com os resultados usuais de uma análise elástico-linear.O mesmo procedimento, com pequenas alterações, foi utilizado para o estudo de lajes de barragens de enrocamento com face de concreto, onde exercem função de vedação. Essas lajes possuem um comportamento pouco usual, já que pouco contribuem para a resistência da estrutura, estando praticamente submetidas a deslocamentos impostos. / In structural design, the verification of serviceability limit states is usually done, by means of a linear-elastic analysis. However, small redistributions may occur, even under service conditions, due to cracking in the sections subjected to highest action effects, particularly in the case of structures designed with redistribution. In this case, is recommended a nonlinear analysis to determine the solicitations in service. Nevertheless, these analyses are usually complex, requiring some theoretical knowledge by the designer and models that require high computational processing time, making it difficult for use in regular projects. This work has the purpose to develop a simplified procedure to determine member efforts under service loads, where moment curvature diagrams are used to account for material nonlinearities. A computer program was developed as a way to automate the iterative process involving the analysis. To take into account the contribution of concrete between cracks, three types of momentcurvature diagrams were implemented. The first one indicated by NBR6118, as proposed by Branson; the second one taken from the CEB-FIP Model Code; and the third one is a simplified bi-linear diagram. Examples of continuous beams were initially studied, by checking if there is bending redistribution under service, and then comparing the results obtained by using the three different diagrams with the usual results of a linear-elastic analysis. The same procedure, with minor modifications, was used to study slabs of concrete face rockfill dams, where they exert sealing function. These slabs have an unusual behavior, since they provide a little contribution to the resistance of the structure, being subjected to imposed displacements.