Made available in DSpace on 2015-03-26T13:28:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2387307 bytes, checksum: f11d179178c73973dbcc9eaba047425e (MD5) Previous issue date: 2011-07-04 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This work presents an evaluation of the structural behavior of steel plane frames infilled with structural masonry of blocks of autoclaved aerated concrete, regarding the contribution of the masonry to the structure global stiffening, through the strut-and-tie model. Case studies were evaluated taking into account three steel plane frames and, subsequently, the model was applied to the project of steel buildings with four, six, and eight stories. First and second-order numerical analyses (nonlinear geometrical analysis) were performed to braced steel frames with bracing elements formed for bars of steel and masonry panels. The masonry panels were considered across strut-and-tie model. It is presented comparisons of the lateral displacements and the solicitant forces in the bars of strut-and-tie model to first and second-order analyses. The solicitant forces on the strut and tie were also compared to the structural resistance on these bars aiming to achieve the structural dimension of the masonry panel. Through the results obtained it is concluded that it is possible to substitute the bracing metal bars for the masonry panels until determined numbers of stories. This numbers depends on factors such as the stiffness of the frame and masonry panels, and the intensity applied. / Neste trabalho apresenta-se uma avaliação do comportamento estrutural de pórticos planos de aço preenchidos com alvenaria estrutural de blocos de concreto celular autoclavado, considerando a contribuição da alvenaria na rigidez global da estrutura, por meio de um modelo de bielas e tirantes. Para realização dos estudos de caso, foram avaliados três pórticos planos de aço e, posteriormente, o modelo foi aplicado ao projeto de edifícios de aço com quatro, seis e oito pavimentos. Foram realizadas análises numéricas de primeira e segunda ordem (análise não-linear geométrica) de pórticos de aço contraventados com elementos de contraventamentos formados por barras de aço e por painéis de alvenaria. Os painéis de alvenaria foram considerados por meio do modelo de bielas e tirantes. São apresentadas comparações dos deslocamentos laterais e dos esforços solicitantes nas barras do modelo de bielas e tirantes para as análises de primeira e de segunda ordem. Os esforços solicitantes nas bielas e nos tirantes também foram comparados com os esforços resistentes nessas barras, com vistas a efetuar o dimensionamento estrutural do painel de alvenaria. Os resultados obtidos permitem concluir que é possível substituir as barras de contraventamento metálico por painéis de alvenaria até um determinado número de pavimentos. Este número depende de fatores como a rigidez dos pórticos e dos painéis de alvenaria e a intensidade das ações aplicadas.

A presente pesquisa apresenta um estudo comparativo a respeito dos procedimentos para o projeto de dentes de concreto. O dente de concreto é um elemento estrutural bastante utilizado em ligações de estruturas de concreto pré-moldado. Atualmente existem vários procedimentos para o dimensionamento ou estimativa da capacidade resistente dessa ligação, entre os quais destacam-se o da ABNT (NBR 9062 e NBR 6118), PCI, ACI 318-14, Eurocode 2, entre outros. Neste contexto, a presente pesquisa objetiva à análise comparativa desses procedimentos de projeto com resultados experimentais disponíveis. Assim, esses procedimentos de projeto foram aplicados em 38 modelos experimentais de uma base de dados. Normalmente, as ruínas dos dentes de concreto são: a) escoamento da armadura do tirante; b) escoamento da armadura de suspensão; c) ruptura do concreto na região do dente. A relação entre a força de ruína experimental e a força de ruína calculada, designada por Fr,exp/Fr,cal, foi um dos parâmetros utilizados para avaliar as estimativas de força de ruína dos dentes de concreto. Na análise comparativa das estimativas para força de ruína por escoamento da armadura do tirante, a ABNT (NBR 9062 e NBR 6118) apresentou uma média de 1,26 e coeficiente de variação de 16,90%. A ACI 318-14 e o Eurocode 2 forneceram estimativas com uma média de 1,29 e coeficiente de variação de 17,6%. As estimativas do PCI tiveram uma média de 1,12 e coeficiente de variação de 17,9%. Para a ruína por escoamento da armadura de suspensão, as estimativas da ABNT (NBR 9062 e NBR 6118), PCI e ACI 318-14 (Modelos II e III) tiveram uma média de 1,22 e coeficiente de variação de 12,5%. O Eurocode 2 e a ACI 318-14 (Modelo I) apresentaram uma média de 1,87 para as estimativas e coeficiente de variação igual a 17,9%. Para a ruína por ruptura do concreto na região do dente, as estimativas da ACI 318-14 (Modelos II e III) apresetaram uma média de 1,56 e coeficiente de variação de 18,8%. Com o Modelo I, as estimativas da ACI 318-14 tiveram uma média de 1,60 e coeficiente de variação de 19,0%. O Eurocode 2 forneceu estimativas com uma média de 1,63 e coeficiente de variação de 14,6%. O PCI teve a pior estimativa com uma média de 3,29 e coeficiente de variação de 32,4%. O estudo ainda serviu como subsídio para o desenvolvimento de uma proposta para verificação da tensão de compressão no concreto. Para a região do dente, a proposta foi aplicada em 9 modelos experimentais da base de dados e apresentou uma média de 1,33 e um coeficiente de variação de 14,9%. / This research presents a comparative study about procedures for the design of dapped end beam. The dapped end beam is a structural element widely used in connections of precast concrete structures. Currently there are several procedures for the dimensioning or evaluation of the strength capacity of this connection, like as ABNT (NBR 9062 and NBR 6118), PCI, ACI 318-14 and Eurocode 2. In this context, the present research objetives to the comparative analysis of these design procedures with available experimental results. Thus, these design procedures were applied 38 experimental models of a database. Normally, the dapped end beam failures were: a) reinforcement yielding of the tie; b) yielding of the hanger bars; c) concrete rupture in the nib. The relation between the experimental failure force and calculated failure force, designated by Fr,exp/Fr,cal, was one of the parameters used to evaluate the estimates of failure force of dapped end beam. The ABNT (NBR 9062 e NBR 6118) presented an average of 1,26 and a coefficient of variation of 16,90% in the comparative analysis of the estimates for failure by the yielding of the tie. The ACI 318-14 and Eurocode 2 provided estimates with an average of 1,29 and coefficient of variation of 17,6%. The PCI estimates had an average of 1,12 and coefficient of variation of 17,9%. For failure by the yielding of hanger bars, estimates of ABNT (NBR 9062 and NBR 6118), PCI and ACI 318-14 (Models II and III) had an average of 1,22 and a coefficient of variation of 12,5%. Eurocode 2 and ACI 318-14 (Model I) presented an average of 1,87 for the estimates and coefficient of variation equal to 17,9%. For the rupture of concrete in nib, the ACI 318-14 (Models II and III) estimates presented an average of 1,56 and a coefficient of variation of 18,8%. With Model I, the estimates of ACI 318-14 had an average of 1,60 and a coefficient of variation of 19,0%. Eurocode 2 provided estimates with an average of 1,63 and a coefficient of variation of 14,6%. The PCI had the worst estimate with an average of 3,29 and coefficient of variation of 32,4%. The study also served as a subsidy for the development of a proposal for checking the concrete compressive stress. For nib, the simplified proposal was applied in 9 experimental models of the database and presented an average of 1,33 and a coefficient of variation of 14,9%.

A racionalização e a industrialização da construção civil têm promovido o sistema construtivo baseado em elementos de concretos pré-moldados. O comportamento das ligações entre os elementos pré-moldados constitui uma das principais preocupações dos projetistas, sendo as ligações entre a superestrutura e as fundações determinantes na estabilidade e na distribuição de esforços solicitantes da estrutura. O comportamento de blocos sobre estacas com ligações para pilares pré-moldados possui particularidades em razão do diferente mecanismo de transferência de forças do pilar para o bloco mediante a ligação. Neste trabalho é estudado o comportamento de blocos de fundação apoiados sobre quatro estacas com cálice totalmente embutido para ligação com pilar pré-moldado. O estudo baseou-se em análise numérica não-linear de modelos tridimensionais considerando a fissuração do concreto, a presença de armadura e a interface de ligação. O comportamento de blocos com pilares submetidos à força vertical centrada e excêntrica foi descrito em termos de força última, panorama de fissuração, fluxo de tensões principais e tensões nas armaduras do bloco. Os resultados indicam a ocorrência de transferência de esforços do pilar para a fundação a partir das paredes do cálice de interface lisa, entretanto com intensidade insuficiente para a formação de bielas de compressão, e o risco da ocorrência de punção em blocos onde os pilares são ligados por cálices de paredes lisas. / The rationalization and the industrialization of the civil constructions have stimulated the construction process based on precast elements. One of the main designer\'s worries is about the behavior of the joints between precast elements, and the joints between superstructure and the foundations which are determinant in the construction stability and behavior of elements. In reason of the mechanism of transference of the forces from column to pile-cap by socket connections, the behavior of pile-caps with joints for precast columns has some specificity. The behavior of four-pile caps with embedded socket for precast columns joints is studied in this research. The study is based in nonlinear numerical analysis of three dimensional models considering the cracking in concrete, the reinforcement and the joint interface. The behavior of pile caps under centered and eccentric vertical force is described by ultimate force, cracking patterns, principal stresses flow and reinforcements strains. The results suggests that occurs the transfer of forces from column to the pile cap in the socket walls with smooth interface, however the intensity is not enough to form the struts, and the risk of development of punching shear in pile caps which columns are connected by smooth interface socket walls.

Esta pesquisa estuda o comportamento de blocos de concreto armado sobre duas estacas com cálice totalmente embutido, utilizado na ligação pilar-fundação de estruturas de concreto pré-moldado. Particularmente, foi avaliado o efeito que a viga de travamento provoca no bloco quando apoiada nas paredes laterais do cálice. Foi desenvolvida análise numérica tridimensional utilizando programa baseado no método dos elementos finitos (MEF), na qual foi considerada a não-linearidade física dos materiais. Para avaliação do programa adotado, realizou-se análise comparativa de resultados experimentais e numéricos obtidos por meio de outro programa. Nos blocos estudados variou-se a espessura e o tipo de conformação das paredes do cálice, o ângulo de inclinação da biela e a intensidade das ações na viga de travamento. Os resultados indicam que a presença da viga de travamento não altera de modo significativo o comportamento do bloco, e que a parede do cálice é capaz de transferir a força proveniente da viga em direção às estacas de modo eficaz. Por meio das tensões nas barras da armadura principal, foi possível obter a força no tirante e o ângulo de inclinação da biela antes da ruína dos modelos. Constatou-se que os ângulos apresentaram maior inclinação do que as utilizadas no dimensionamento, que por sua vez foi feito baseado nos modelos de bielas e tirantes. / The present research studies the behavior of two pile caps reinforced concrete with embedded socked used in connections of pre-cast concrete structures. It was particularly evaluated the effect provoked by the locking beam on the pile-caps when supported by the socket lateral walls. Three-dimensional numerical analyses using software based on finite element method (FEM) were developed considering the nonlinear physical behavior of the material. To evaluate the adopted software, a comparative analysis was made using numerical and experimental results obtained from other software. In the pile caps studied, it was noticed a variation in the wall thickness, socket interface, strut angle inclination and action on beam. The results show that the presence of beam does not change significantly the pile caps behavior and that the socket wall is able to transfer effectively the force from the beam to the pile caps. By the tensions on the bars of longitudinal reinforcement, it was possible to obtain the force on the tie and the strut angle inclination before the collapse of models. It was found that the angles present more inclinations than those used in the design, which was made based on strut and tie model.