No presente trabalho trata-se de um estudo da contribuição de painéis pré-moldados de fechamento no enrijecimento da estrutura principal, com relação às ações laterais. Inicialmente são apontados os critérios correntes de dimensionamento dos painéis pré-moldados de fechamento sem a consideração da interação destes com a estrutura principal. Em seguida, são desenvolvidas simulações numéricas em três exemplos com o objetivo de avaliar tal efeito. Estes exemplos englobam as seguintes situações: painel isolado, estrutura de um pavimento e uma estrutura de vários pavimentos. Os principias parâmetros analisados são os deslocamentos na estrutura principal, os esforços nas ligações e as tensões nos painéis. Os resultados obtidos mostram a importância da contribuição dos painéis no enrijecimento da estrutura principal. Na estrutura de um único pavimento analisada, a consideração de interação possibilita a passagem de situação em que os efeitos globais de segunda ordem são relevantes para aquela em que tais efeitos são desprezíveis. Para a estrutura analisada de vários pavimentos, a consideração de interação resulta em significativas economias de materiais apontando para economia da ordem de 20% na estrutura principal. Com base nos resultados, conclui-se que os painéis de fechamento pode ser incorporados numa estratégia de projeto, possibilitando economia na estrutura principal. / This work presents a study of the precast panels contribution in the main frame stiffness, subjected to lateral loads. At first, currents criteria of panels design are analyzed, without considering the interaction with the main frame. After that, three examples are calculated using numerical simulation to evaluate this effect. These examples include the following situations: a single panel, an one-story frame and a multi-story frame. The parameters are: the frame displacements, the connections efforts and the panels tensions. The results show the magnitude of the panels contribution. In fact, to the one-story frame, it was possible to pass from a flexible structure where the second-order effects must be taken into account to an other one where this effects could be neglected. For the multi-story frame analysis, the panels contribution produced an effective material economy of about 20% (and consequent cost reduction). Basing on these results, one can conclude that the infill panels can be included in the design strategy with economy for the structural system.

Este trabalho aborda um tipo de passarela que está ganhando bastante notoriedade internacionalmente. Inúmeras obras vêm sendo construídas em diversos países, embora no Brasil ainda seja quase desconhecida. Basicamente, a estrutura é composta por cabos livremente suspensos, sobre os quais se apóia o tabuleiro formado por elementos pré-moldados de concreto. A protensão é utilizada como forma de enrijecer o conjunto. Dentre suas principais características, estão a rapidez e a facilidade de execução, a estética bastante agradável e o custo competitivo. Inicialmente, apresenta-se uma conceituação básica e um estado da arte. Em seguida, é estudado o comportamento estrutural da passarela. Alguns tópicos relativos à análise dinâmica e às fundações são brevemente comentados. Finalizando a dissertação, é feita uma aplicação numérica, enfatizando os aspectos que a diferenciam das estruturas convencionais / This work treats a kind of pedestrian bridge that is standing out internationally. Several structures have been built in different countries, although they are almost unknown in Brazil. Basically, the deck is formed by precast concrete elements over free suspended cables. Prestressing is applied behind the abutments to provide rigidity to the structure. Quick and easy to assemble, aesthetically beautiful and the competitive cost are some of their main features. First, the basic concepts and a state of art are presented. Then, the structural behavior is studied. Some questions related to dynamic analysis and foundations are briefly commented. Ending the dissertation, an example is done, with emphasis to the aspects that make the stress-ribbon a non-conventional structure

Nesta dissertação é tratado o emprego de elementos pré-moldados em tabuleiros de pontes com até 30 metros de vão. São apresentadas recomendações para elaboração de projeto com ênfase para dois pontos: a) apresentação dos diversos tipos de elementos pré-moldados, seus vãos econômicos e as ligações entre os mesmos e b) apresentação do método da grelha e as considerações que se fazem necessárias para o seu emprego adequado em tabuleiros de pontes formados por elementos pré-moldados. São apresentados dois exemplos de aplicação e os resultados obtidos nestes modelos teóricos foram comparados com valores experimentais obtidos em prova de carga por outros autores. No trabalho é mostrado que o método da grelha possibilita modelar de forma muito prática tabuleiros de pontes formada por elementos pré-moldados e a comparação dos resultados, nos dois exemplos apresentados, indica uma boa precisão. / This work deals with precast concrete elements for bridge decks spanning up to 30 meters span. Design guidances are presented emphasizing two points: a) showing the several types of beam cross-sections and feasible and efficient ways to transversally connected them. b) Presentation of the grillage analysis method and the necessary considerations its use for the modeling of a bridge deck built using precast concrete elements. Two application examples are presented and theoretical model results are compared with experimental results of load tests performed by other authors. The conclusion is that the grillage analysis method allows a very practicable and accurate modeling of a bridge deck built with precast concrete elements.

A demanda por construções habitacionais vem crescendo de forma considerável nos últimos anos, devido à boa fase da economia brasileira. A busca por processos construtivos que contribuam para melhor qualidade e eficiência no processo de produção é uma meta que tem sido perseguida por aqueles que militam na construção civil. O objetivo deste trabalho consiste em apresentar critérios para projeto de paredes portantes de concreto pré-moldado, como alternativa de sistema construtivo para edifícios. São apresentados conceitos teóricos para distribuição de esforços horizontais e verticais entre as paredes e para dimensionamento dos elementos estruturais desse sistema construtivo (paredes e juntas). O trabalho também considera a análise de um edifício, com o objetivo de avaliar a influência das juntas verticais nos deslocamentos horizontais dos pavimentos, causados pelo vento. É apresentada, ainda, uma comparação entre os resultados de três modelos numéricos, em que cada um considera a junta vertical de forma diferente. Os modelos numéricos foram elaborados no programa SAP2000, admitindo-se uma análise elástica linear, sem considerar a interação solo-estrutura. Por fim são mostrados exemplos para dimensionamento de paredes portantes e de juntas verticais e horizontais. Portanto este trabalho apresenta conceitos teóricos e aplicações de critérios para projeto de estruturas de paredes portantes pré-moldadas, ressaltando a importância de juntas verticais resistentes ao cisalhamento, por conta da contribuição significativa dessas juntas na redução dos deslocamentos horizontais do edifício. / The demand for housing has been growing considerably in recent years due to the good moment of the Brazilian economy. The search for constructive processes that contribute towards better quality and efficiency in a production process is a target that has been pursued by those who militate in civil construction. The purpose of this work is to provide design criteria for loadbearing walls of precast concrete as a construction system alternative for buildings. Theoretical concepts are presented for horizontal and vertical load distribution among the walls and for the structural members design of this construction system (walls and joints). The work also considers the analysis of a building with the aim of evaluating the influence of vertical joints in horizontal displacements of the floors caused by wind. The work also presents a comparison among the results of three numerical models, wherein each one considers the vertical joint differently. The numerical models were developed in SAP2000 software, assuming a linear elastic analysis without considering the soil-structure interaction. Finally examples are shown for design of loadbearing walls and vertical and horizontal joints. Therefore this paper presents theoretical concepts and applications of criteria for the design of loadbearing precast walls structures, emphasizing the importance of vertical joints resistant to shear, due to the significant contribution of these joints in reducing the horizontal displacements of the building.

Os sistemas construtivos vêm surgindo e evoluindo de acordo com a necessidade e a demanda de obras. Recentemente, a utilização de paredes portantes pré-moldadas vem sendo explorada como alternativa para construir edifícios com rapidez e eficácia. Outra tecnologia mais recente é o Concreto Ultraleve® Estrutural, ou concreto leve com EPS (CLE), em que o agregado graúdo e parte do miúdo são substituídos por pérolas de poliestireno expandido (EPS), contribuindo para reduzir o peso total do edifício, consequentemente diminuindo os esforços na estrutura e promovendo a redução nos custos com transporte e montagem dos elementos pré-moldados. Este trabalho apresenta como deve ser feito o dimensionamento de paredes portantes pré-moldadas, utilizando normas nacionais e internacionais. O principal objetivo do trabalho é apresentar um programa computacional desenvolvido para facilitar a análise e o dimensionamento de edifícios com paredes de concreto pré-moldado. Além disso, mostra-se o uso do programa para comparar o comportamento de edifício constituído por concreto com EPS e por concreto armado comum, e para avaliar a influência das juntas verticais na rigidez global. Portanto, além da importância acadêmica, este trabalho poderá ser de grande utilidade para o projeto de edifícios com paredes portantes pré-moldadas. / The construction systems have emerged and improved according to need and demand of works. Recently, the use of precast concrete walls has been explored as an alternative to construct buildings quickly and effectively. Another more recent technology is the lightweight concrete with polystyrene, wherein polystyrene beads replace the coarse aggregate and a part of the fine ones, contributing to reduce the weight of the building, thus decreasing the efforts in the structure and promoting a reduction in the cost of transport and erection of precast elements. This work shows how should be done the design of precast concrete walls using national and international standards. The main objective of the work is to present a computer program developed to facilitate the analysis and design of buildings with precast concrete walls. Moreover, the use of the program is shown to compare the behavior of building made with EPS concrete and ordinary concrete, and to evaluate the influence of vertical joints in the global stiffness. Therefore, besides the academic importance, this work can be useful for the design of buildings with precast loadbearing walls.

Submitted by Erika Demachki (erikademachki@gmail.com) on 2017-01-12T16:21:16Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Vanessa Elizabeth dos Santos Borges - 2012.pdf: 14072419 bytes, checksum: a1a40d9889226694c5d95e512ec5a689 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2017-01-16T10:44:21Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Vanessa Elizabeth dos Santos Borges - 2012.pdf: 14072419 bytes, checksum: a1a40d9889226694c5d95e512ec5a689 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-01-16T10:44:21Z (GMT). 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For this, push-out tests – double “L” – were carried out and they showed that the employment of surface setting retarder admixture (ARSP) achieves the roughness degree recommended by the NBR 9062 (ABNT, 2006) without significantly reduce the connection strength. Next, with the same model type, the influence of the percentage of steel across the joint above the strength connection was tested. Besides, another model type – three blocks – was carried out with the same aim. Through those tests, It was could ascertained that the increase of the percentage of steel across the joint provides a linear increase of the strength connection, in as much as, the minimum and maximum values were inspected. Furthermore, the double “L” tests allowed the proposition of two expressions to determine the strength shear connection. And, in a third moment, composite beams were carried out, the results indicated, for the roughness degree and percentage of steel across the joint tested, that the beam-slab connection presents a partial interaction degree, even as the connection degree. Ultimately, the similarity between the three different types of tests could be proved with the proposed expressions application in the tests results. / A indústria da construção civil, no Brasil, tem passado por alterações nos últimos anos. Tal fenômeno deve-se ao atual crescimento econômico atingido pelo país. Como resultado dessas alterações, aumentou o emprego das estruturas pré-moldadas de concreto. Diante desse contexto, têm sido realizados estudos sobre ligações entre peças pré-moldadas. Este trabalho apresenta como objetivo o estudo dos mecanismos de transferência das tensões de cisalhamento que se formam na interface entre vigas e lajes pré-moldadas, as chamadas vigas compostas. Foram avaliados, por meio de ensaios de cisalhamento direto em modelos compostos por duas peças em formato de “L”, três diferentes níveis de rugosidade da interface entre as peças, quais sejam: superfície naturalmente rugosa, superfície intencionalmente rugosa e superfície com chaves de cisalhamento. Dessa avaliação da rugosidade, constatou-se ser possível garantir o nível mínimo de rugosidade estabelecido pela NBR 9062 (ABNT, 2006) com o emprego de um aditivo retardador de pega superficial (ARSP), não apresentando redução significativa na resistência da ligação. Posteriormente, foram realizados ensaios utilizando o mesmo modelo, nos quais foi avaliada a influência da taxa de armadura normal à interface, que variou de 0,19% a 1,2%, sobre a resistência ao cisalhamento da ligação. E, paralelamente a esses ensaios, modelos do tipo três blocos ligados por meio de nichos, também com presença de armadura normal à superfície de cisalhamento, com taxas de 0,5% a 1,2%, foram testados e comparados com os anteriores. Tais ensaios permitiram a constatação de que ao se aumentar o valor da taxa de armadura, aumenta-se linearmente a resistência ao cisalhamento da ligação, ressaltando-se a necessidade de verificação de um valor mínimo e um máximo. E, além disso, os ensaios do tipo duplo “L” permitiram a proposição de expressões para cálculo da resistência ao cisalhamento da ligação. Em um terceiro momento, ensaios em vigas compostas formadas por viga e laje pré-moldadas ligadas mediante nichos com superfícies tratadas com ARSP foram realizados. Esta etapa visava à confirmação da eficiência da ligação com nichos e conectores metálicos. Quanto aos ensaios das vigas compostas, estes mostraram que para o nível de rugosidade avaliada e as taxas de armadura adotadas o grau de interação entre as peças é parcial, assim como seu grau de conexão. No que diz respeito à forma de ruptura observada nas vigas compostas, assim como nos modelos de cisalhamento direto, pode-se sugerir que o tratamento da interface na região dos nichos não proporcionou rugosidade suficiente para que houvesse uma ligação mais resistente entre as peças. E, por fim, da aplicação das expressões aos resultados dos ensaios de três blocos e de vigas constatou-se que há representatividade entre os três tipos de ensaio realizados.

Submitted by Erika Demachki (erikademachki@gmail.com) on 2014-08-26T21:44:47Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Dissertação Final_Edilene Muniz.pdf: 17487028 bytes, checksum: 2a254821cacd0301c5e968351a019420 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-08-26T21:44:47Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Dissertação Final_Edilene Muniz.pdf: 17487028 bytes, checksum: 2a254821cacd0301c5e968351a019420 (MD5) Previous issue date: 2012-08-29 / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / Concrete corbels are among the most used components to connect precast elements. Series production is often prejudiced by the necessity of making corbels in different positions in precast elements. To reduce this obstacle and rationalize the production, execution of concrete corbels cast in two stages can be a good alternative. The researche reported here intended to evaluate different procedures of making concrete corbels cast in two stages, being column cast firstly and, after removing formwork, corbels can be cast. Concrete corbels with and without steel fibers, both with horizontal stirrups and with steel fibers replacing it, with varying the treatment of joint and the shape of the connect the main steel bars to the column were analyzed. To do so, experimental and analytical analyses of concrete corbels cast monolithically and in two distinct phases were carried out. In the tests, the strength, vertical and horizontal displacements in relation to the column, the opening of cracks and strains of main steel and horizontal stirrups were determined. From these tests it was observed that the ultimate strength of monolithic corbels increased significantly when steel fibers were added to concrete, even when they replaced the horizontal stirrups, but this increase did not occur in concrete corbels cast in two stages. However, it was observed that steel fibers could replace the horizontal stirrups without damage to the bearing capacity. Besides, the presence of horizontal stirrups increased the ultimate strength of the concrete corbels without steel fibers cast in two stages. It was also observed that the opening of the joint between the corbel and the column was also influenced by the presence of horizontal stirrups for concrete corbels cast in two stages and monolithic concrete corbels. In the other hand, steel fibers added to the concrete did not affect the opening of the joint corbel-column of corbel cast in two stages, but substantially reduced this opening in monolithic corbels. Finally, it was observed that the treatment of the interface had little significance in the ultimate strength of the concrete corbels cast in two stages, but it influenced the opening of this interface, although only in concrete corbels with horizontal stirrups. / Os consolos de concreto estão entre os componentes das ligações mais utilizados entre os elementos pré-moldados. A produção em série é muitas vezes prejudicada pela necessidade da confecção de consolos em diferentes posições nas peças pré-moldadas. Visando reduzir esse entrave, otimizando a produção, a execução de consolos de concreto moldados em duas etapas pode ser uma boa alternativa. Essa pesquisa intencionou avaliar diferentes procedimentos de confecção de consolos de concreto moldados em duas etapas, onde molda-se primeiramente o pilar e após a desfôrma, moldam-se os consolos. Foram analisados consolos com e sem a incorporação de fibras metálicas, tanto com armadura de costura como em substituição a ela, variando o tratamento da junta e a forma da ligação do tirante do consolo ao pilar. Para tanto, foram realizadas análises experimental e analítica de consolos moldados monoliticamente e em fases distintas. Nos ensaios, foram determinadas a força, o deslocamento vertical e horizontal do consolo em relação ao pilar, a abertura de fissuras e as deformações da armadura do tirante e armadura de costura. A força última dos consolos monolíticos aumentou significativamente quando foi incorporado fibras metálicas ao concreto, inclusive quando estas foram em substituição da armadura de costura. Já nos consolos moldados em duas etapas não ocorreu esse aumento, no entanto, observou-se que as fibras metálicas poderiam substituir a armadura de costura sem prejuízo à capacidade resistente. A presença da armadura de costura elevou a força última dos consolos de concreto sem fibras, moldados em duas etapas. A abertura na interface entre o consolo e o pilar também é influenciada pela presença da armadura de costura, tanto nos consolos moldados em duas etapas quanto nos consolos monolíticos. Já as fibras metálicas adicionadas ao concreto não influenciaram a abertura da interface consolo-pilar dos consolos moldados em duas etapas, mas reduziram substancialmente nos consolos monolíticos. O tratamento da interface teve pouca significância na força última dos consolos moldados em duas etapas. Já na abertura dessa interface, verificou-se influência apenas em consolos com armadura de costura presentes.

Os galpões de concreto pré-moldado, formados por pórticos atirantados, são muito utilizados, no Brasil. Porém, para o projeto dessas estruturas, a bibliografia é limitada. Além disso, vários critérios de projeto são adaptados dos relativos a estruturas de concreto moldado no local e de múltiplos pavimentos. O objetivo deste trabalho é contribuir para a análise desse tipo de estrutura, introduzindo conceitos que dificilmente são considerados na prática, tais como: rigidez da ligação viga-pilar, análise não-linear física e geométrica, deformação excessiva e fluência. A pesquisa foi desenvolvida por meio de análises estruturais, usando modelos de galpões comuns na prática. Cada conceito citado anteriormente foi analisado em exemplos. A rigidez da ligação viga-pilar foi avaliada com base no parâmetro de restrição à rotação, \'alfa\'R. A não-linearidade física (NLF) do concreto foi considerada pelo método de Branson. Para a não-linearidade geométrica (NLG), foram utilizados os parâmetros \'alfa\' e o processo P.\'delta\'. A deformação excessiva, incluindo a fluência, foi discutida tendo em conta os aspectos normativos. Constatou-se que a ligação viga-pilar pode ter comportamento semi-rígido em alguns casos, mas, se corretamente dimensionada, apresenta, de fato, comportamento rígido. A consideração da NLF apresentou resultados melhores que a análise elástica linear, sendo possível, para o exemplo estudado, utilizar um coeficiente redutor de inércia igual a 0,5, para as vigas e para os pilares do pórtico. Concluiu-se, também, que a consideração da NLG deve ser feita sistematicamente para esse tipo de estrutura, uma vez que alguns exemplos apresentaram acréscimos de momentos superiores a 10% e \'alfa\' > \'alfa\' lim. Além disso, observou-se que a verificação do estado limite de deformação excessiva (ELS-DEF) pode ser determinante na escolha das seções transversais do pórtico, sendo obrigatória a consideração da fluência. Nesse sentido, o presente trabalho contribui para a literatura técnica sobre a análise estrutural dos galpões atirantados, auxiliando projetistas no cálculo dessas estruturas e servindo de referência nos cursos sobre esse assunto. / Sheds of precast concrete formed by tied portal frames are widely used in Brazil. However, there are few works on the design of these structures. In addition, several design criteria are adapted from those relative to the structures of cast in place concrete and multi-storey buildings. The objective of this work is to contribute to the analysis of this type of structure, introducing concepts that are hardly seen in practice, such as: rigidity of beam-column connection, physics and geometric nonlinear analysis, excessive deformation, and creep. The research was developed by mean of structural analysis, using models of sheds common in practice. Each concept previously mentioned was analyzed in examples. The stiffness of the beam-column connection was evaluated with base on the restriction parameter of the rotation, \'alfa\'R. The physics non-linearity (PNL) of concrete was considered by the method of Branson. For the geometric non-linearity (GNL) the parameter \'alfa\' and the process P.\'delta\' were used. The excessive deformation including creep was discussed taking in account the aspects of brazilian codes. It was found that the beam-column connection may have semi-rigid behavior in some cases, but, if properly designed, it has in fact rigid behavior. The consideration of the PNL had better results than the linear elastic analysis, and, for the sample studied, was possible to use a reduction coefficient of inertia equal to 0.5 for the beams and columns of the portal frame. It was also concluded that the consideration of GNL should be done systematically for this type of structure, since as some examples showed increase of moments above 10% and \'alfa\' > \'alfa\' lim. Furthermore, it was observed that the verification of deflection serviceability can be decisive in the choice of the portal frame cross sections, being obligatory the consideration of creep. In this sense, the present work contributes to the technical literature on the structural analysis of the tied portal frame sheds, helping engineers in the design of these structures and serving as reference in courses about this subject.

Em estruturas de concreto pré-moldado, as ligações usualmente apresentam comportamento semi-rígido, apesar desse tipo de vinculação não ser sempre considerado no projeto e análise das estruturas. Ensaios dinâmicos para a determinação da rigidez da ligação apresentam a vantagem de serem não-destrutivos e a possibilidade de serem utilizados na verificação das condições reais de vínculo ou para a avaliação da necessidade de um eventual reforço estrutural. Este trabalho apresenta o desenvolvimento de um método para a análise da deformabilidade de estruturas de concreto baseado em ensaios dinâmicos, focalizando a semi-rigidez das ligações de elementos pré-moldados. Os objetos de estudo específicos são as ligações viga-pilar com capacidade de transmissão de forças e momentos. Em uma etapa preliminar desta pesquisa, realizaram-se ensaios-piloto em diferentes modelos de estruturas de concreto e de aço, em tamanho real e reduzido, com diferentes condições de contorno, para avaliar os instrumentos, equipamentos e sensores disponíveis. A partir da verificação da metodologia experimental proposta, realizou-se um estudo comparativo dos resultados obtidos com ensaios estáticos e dinâmicos em um modelo reduzido de pórtico de concreto pré-moldado, utilizando métodos diretos na obtenção da rigidez da ligação entre os elementos. Na confecção das ligações viga-pilar, foram empregados dispositivos usuais, tais como: dente e consolo, chumbador, almofada de apoio e preenchimento com graute e, posteriormente, aplicados reforços por inserção de laminado de PRFC inseridos no concreto de cobrimento, que permitiu o incremento da resistência e da rigidez à flexão das ligações. A metodologia experimental para determinar a rigidez da ligação viga-pilar envolveu procedimentos diretos, com ensaios dinâmicos de vibração forçada e sinais medidos por acelerômetros, e ensaios estáticos usuais em que se utilizam transdutores de deslocamento e clinômetros. Os resultados dos ensaios com os modelos de concreto, corroborados pelos resultados dos modelos metálicos, demonstram a validade da utilização da metodologia experimental dinâmica para determinação direta da rigidez de ligações. As conclusões obtidas aplicam-se diretamente ao projeto das estruturas e à prática da investigação estrutural, dentro do ambiente acadêmico e da indústria. / Usually precast concrete connections are considered as perfect joints (pinned or rigid), however the real behavior can be intermediate what is called semi-rigid. The use of dynamic tests is an advantage to obtain stiffness values without damaging the structure and can be used to assess the real boundary conditions or verify the need for structural strengthening. This research aims to develop a dynamic experimental procedure to determine the beam-to-column connection stiffness of precast concrete structures directly from accelerometer measured data. The preliminary tests were carried on specimens of real size or reduced scale, as well as concrete or steel connection specimens with different boundary conditions. The experimental tests were conducted in a reduced scale concrete frame composed of precast columns and beam. The frame was tested through dynamic and static methods in order to obtain the beam-to-column stiffness value directly. The beam was connected to the columns by pinned connections, formed by support cushions and dowels. In addition, the connections were strengthened by embedding CFRP strips in the lateral concrete cover, according to NSM technique (Near-Surface Mounted). Experimental static and dynamic tests were done at different loading steps. The results obtained with concrete and steel models show good agreement between static and dynamic tests.

The spans of precast prestressed concrete bridge girders have become longer to provide more economical and safer transportation structures. As the spans have increased, so has the depth of the girders which in turn have increased the slenderness of the girders. Slenderness in a beam or girder would increase the likelihood that a stability failure would occur. Stability failures could pose a danger to construction personnel due to the sudden nature in which a stability failure would occur. Furthermore, stability failures of prestressed concrete girders during construction would cause a detrimental economic impact due to the costs associated with the failure of the girder, the ensuing construction delays, damage to construction equipment and potential closures to highways over which the bridge was being constructed. An experimental and analytical study was performed to determine the stability behavior of prestressed concrete beams. Two stability phenomenons were investigated: (1) lateral-torsional buckling and (2) global stability. An emphasis was placed on the effects of initial imperfections on the stability behavior; the effect elastomeric bearing pads and support rotational stiffness was investigated. The experimental study involved testing six rectangular prestressed concrete beams for lateral-torsional buckling, a PCI BT-54 for thermal deformations and the same PCI BT-54 for global stability. The 32-ft. long rectangular beams were 4-in. wide and 40-in. deep. The PCI BT-54 had a 100-ft. long span. A material and geometric nonlinear, incremental load analysis was performed on the six rectangular beams. The nonlinear analyses matched the experimental load versus lateral displacement and load versus rotation behavior, and the analysis predicted the experimental maximum load within an error of 2%. The nonlinear analysis was extrapolated to several different initial imperfection conditions to parametrically study the effect of initial lateral displacement and initial rotation on the inelastic lateral-torsional buckling load. A simplified expression for lateral-torsional stability of beams with initial imperfections was developed. The data from the parametric study were used to develop reduction parameters for both initial sweep and initial rotation. The rollover stability behavior of the PCI BT-54 was investigated experimentally, and it was found that support end rotations and the elastomeric bearing pads had an adverse effect on the global stability. The nonlinear analysis was employed with the addition of a bearing pad model. It was found that the behavior was sensitive to the bearing pad stiffness properties and the assumption of uniform bearing. From the research, it was apparent that rollover stability was the controlling stability phenomenon for precast prestressed concrete bridge girders, not lateral-torsional buckling.