Unbonded post-tensioned (UPT) flat plate concrete slabs have seen widespread use in multi-storey office and condominium buildings since the 1960s. The popularity of these systems can be attributed to various economic and structural benefits, including reductions in slab thickness, storey height, building mass, and excellent deflection control over large spans. The “inherent fire resistance” of these systems is often quoted as a key additional benefit as compared with competing structural systems. Such statements are apparently based largely on satisfactory results from large scale standard fire resistance tests performed on UPT slabs during the 1960s and on experience from real fires in UPT buildings. However, much remains unknown about the true structural behaviour of continuous multiple bay UPT slabs in real building fires. For instance, relatively little data exist on the effects of elevated temperature on cold drawn prestressing steel under realistic, sustained service stress levels. The primary objective of this thesis is to provide a greater understanding of the high-temperature performance (predominantly related to prestress relaxation) of prestressing steel used in UPT flat plate slabs. A computational model is developed, extending previous research by others, to predict transient high temperature stress relaxation (i.e., prestress loss) for a tendon in a typical UPT multiple span flat plate concrete slab under transient heating and cooling. The computational model is validated by comparison against a series of novel high temperature experiments on locally-heated, stressed, and restrained prestressing tendons with realistic as-built configurations. Reasonable agreement between measured and predicted prestress losses is observed, although some refinement of the model’s input parameters may be required. Test data also indicate that the most crucial fire scenario on a UPT concrete slab may be localized heating rather than a global, fully developed fire. The model is subsequently used to predict the capacity in flexure and punching shear of a UPT flat plate structure under various spatial and temporal heating regimes. The results highlight the need for particular care in the construction of UPT slabs to ensure adequate, robust concrete cover for structural fire safety. / Thesis (Master, Civil Engineering) -- Queen's University, 2009-09-24 18:27:25.559

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Diversos pesquisadores têm estudado o comportamento e o emprego de lajes nervuradas de concreto armado em sistemas estruturais na engenharia civil que demonstrem viabilidade sob o ponto de vista técnico e econômico. Por esta razão, inúmeros trabalhos têm sido publicados nos últimos anos respaldados por testes experimentais e análises numéricas. Neste contexto, diversos tipos de sistemas estruturais de lajes nervuradas têm sido desenvolvidos. Assim sendo, o objetivo desta investigação é o de contribuir, no que tange ao estudo do comportamento estrutural estático e dinâmico de lajes nervuradas de concreto armado, tendo em mente o emprego destas em sistemas estruturais na engenharia civil. Este trabalho de pesquisa objetiva também o estudo da resposta dinâmica de lajes nervuradas de concreto armado, sob o ponto de vista de conforto humano, especialmente quando essas estruturas encontram-se submetidas a atividades humanas rítmicas. A definição das ações dinâmicas atuantes sobre os modelos estruturais foi feita com base em resultados experimentais, que consideram grupos de indivíduos desenvolvendo atividades rítmicas correspondentes à ginástica aeróbica (atividade sincronizada). São empregadas técnicas usuais de discretização, via método dos elementos finitos (MEF), por meio do programa de elementos finitos ANSYS. No presente modelo computacional, as vigas de bordo, nervuras e a laje de concreto armado são simuladas por elementos finitos de casca. Os resultados obtidos ao longo do estudo, em termos das acelerações de pico, são confrontados e comparados com os limites propostos por normas de projeto, sob o ponto de vista do conforto humano. Com base na análise dinâmica das lajes nervuradas investigadas foi possível verificar que as atividades humanas rítmicas podem vir a gerar valores de acelerações de pico elevados e que violam os critérios de conforto humano. Deste modo, foi observado que, as acelerações nos modelos estudados, podem atingir níveis elevados de vibração que comprometem o conforto dos usuários. / Several researchers have studied the use of reinforced concrete ribbed slabs in civil engineering structural systems that can be viable when the technical and economical point of view is considered. For this reason, a lot of papers were published in the last years based on the experimental and numerical analysis of this slab type. In this context, several slab systems were developed and the reinforced concrete ribbed slabs is present among them. This way, this dissertation investigated the static and dynamic structural behaviour of reinforced concrete ribbed slabs used in civil engineering structures. This research work investigated the dynamic response of reinforced concrete ribbed slabs when subjected to the human rhythmic activities, focusing human comfort criteria. The dynamic loads were obtained through experimental tests with individuals carrying out rhythmic activities corresponding to aerobics (stimulated activities). The computational models are developed based on usual mesh refinement techniques present in finite element method simulations (FEM), implemented in the ANSYS program. In this computational model the reinforced concrete ribbed slabs and beams are represented by shell elements. The numerical results, in terms of peak accelerations, are compared with recommended limits proposed by design codes, under the point of view of human comfort. The reinforced concrete ribbed slabs dynamic analysis indicated that the actions produced by human rhythmic activities could generate peak accelerations that surpass design criteria limits developed for ensuring human comfort. Hence it was observed that the acceleration in the models studied, can achieve high levels of vibration that compromise the comfort of users.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:09:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 3974.pdf: 5411750 bytes, checksum: f33f0788ac3e70acb2c99c20591168bb (MD5) Previous issue date: 2010-12-17 / Structural masonry buildings are being increasingly employed in construction. Well established for low-income buildings and with small insterspace, the system of structural walls has been gaining elbow room on the civil building industry. The great use of this structured system is due to the fact that the building companies, looking for cost reductions has generated great amout of comparative studies among several constructive systems. Recently the structural walls system is being used also in mid and high level buildings which has as main characteristics, bigger flooring number and layout flexibility. However this characteristics can compromise the structured behavior of the buildings and still increase the production costs. This work presents a comparative analysis among 4 floor buildings under this perspective. Three conceptual blueprints are proposed, on which distinct structural solutions, changing the ratio between the amount of structural and sealing walls are considered: with 100%, 90%, 80% and 75% of structural walls. For these situations, different types of slab solutions are considered: one-way joist slab and flat slab. For each solution the amount of materials calculated and the structural behavior is analyzed, aiming to establish parameters that can represent the influence of the number of structural walls over these factors. / Edificios de alvenaria estrutural estao sendo cada vez mais empregados na construcao civil. Ja bem consagrado para edificacoes populares baixas e com pequenos vaos, o sistema de alvenaria estrutural vem ganhando espaco na industria da construcao civil. A grande utilizacao desse sistema estrutural se da ao fato de que as construtoras, em busca da reducao de custos de producao, optam por sistemas construtivos racionalizados. Essa constante busca por reducao de custos tem gerado grande quantidade de estudos comparativos entre diversos sistemas construtivos. Recentemente o sistema de alvenaria estrutural vem sendo utilizado tambem em edificacoes de medio e alto padrao que tem como principais caracteristicas, maior numero de pavimentos e flexibilidade de layout arquitetonico e consequente reducao de paredes estruturais. No entanto essas caracteristicas podem comprometer o comportamento estrutural dos edificios e ainda aumentar os custos de producao. Neste trabalho e feita uma analise comparativa entre edificios de alvenaria estrutural com 4 pavimentos sob esse aspecto. Sao propostas tres plantas conceituais sobre as quais sao lancados projetos estruturais distintos, dimensionados com diferentes relacoes entre paredes estruturais e paredes de vedacao: com 100%, 90%, 80% e 75% de paredes estruturais. Para essas situacoes sao empregados tres tipos de lajes: laje com vigotas trelicadas, laje macica e laje nervurada. Para cada uma e calculado o quantitativo de materiais e analisado o comportamento estrutural, procurando estabelecer parametros que possam representar a influencia da quantidade de paredes estruturais nesses fatores.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:09:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissMAFS.pdf: 3260436 bytes, checksum: 90219abc927cfb10932082ff2066487a (MD5) Previous issue date: 2005-10-21 / The demand for simple and efficient solutions is increasing in civil construction, wherein the reduction of costs and the increase of speed and versatility within the applications are required. Due to its advantages, reinforced concrete ribbed slabs have been consolidated as an excellent alternative to compose buildings floors. The present research deals with this type of slab, disseminating its constructive characteristics, variations, structural behavior and the main recommendations proposed by different authors and addressing to all potential users (designers, constructors, contractors); recommendations, calculation methods to determine the internal forces and displacements, design and construction procedures according to the Brazilian code of practice NBR 6118:2003 are presented. Additionally, illustrative examples with the calculation, the detailing and the verifications of the serviceability limit state (crack width and extreme deformation) are presented. Finally, the results obtained from the examples simulating ribbed slabs in two directions are compared with the results obtained from the consideration of a massive slab. / A procura de soluções que sejam simples e ao mesmo tempo eficazes, tragam redução de custos, rapidez e versatilidade nas aplicações é crescente na construção civil. Em virtude de apresentarem uma série de vantagens, as lajes nervuradas de concreto armado têm se firmado como excelente solução para a construção de pavimentos de edificações. Neste trabalho aborda-se este tipo de lajes, divulgando suas características, opções construtivas, funcionamento e comportamento estrutural e as principais recomendações propostas por autores a todos os potenciais usuários (projetistas, construtores, proprietários); apresentam-se as ecomendações da NBR 6118:2003 que entrou em vigor recentemente, os processos de cálculo usualmente empregados para a determinação dos esforços solicitantes e deslocamentos transversais, roteiros com indicações gerais sobre o projeto e construção, e exemplos ilustrativos com o cálculo, o detalhamento e as verificações do estado limite de serviço (fissuração e deformação excessiva). Comparam-se os resultados obtidos simulando as lajes nervuradas armadas em duas direções como grelha com os obtidos admitindo-as como laje maciça.

This study has as objective to analyze, comparativily, the costs between the conventional structural systems and the rib slabs structural systems in reinforced concrete. Part of the estimated one that had to the great number of structural systems found in the market of the civil construction the professionals they need to opt to one determined type. But many times the adopted choice is not adjusted to the enterprise because each workmanship has characteristics particular architectural, making it difficult the use of a model standard. The work initially brings basic concepts on the subject and a revision bibliographic approaching the criterion of projects, the characteristics and the particularitities of the adopted systems. After that, one becomes the launching and analysis of the structure for the chosen structural systems, getting the quantitative ones of materials, which they see to form the indices defined for comparison. The total costs of the workmanship gotten by means of compositions of prices had been compared arriving itself it a global value for each adopted kind. For that, a building of offices is adopted as object of analysis of this work. And finally makes a comparative analysis on the basis of the unitary costs of each alternative leading in consideration the materials, necessary hand of workmanship and equipment. / Este estudo tem como objetivo analisar, comparativamente, os custos entre os sistemas estruturais convencionais e os sistemas estruturais de lajes nervuradas em concreto armado. Parte do pressuposto que devido ao grande número de sistemas estruturais encontrados no mercado da construção civil os profissionais precisam optar por um determinado tipo. Só que muitas vezes a escolha adotada não é a mais adequada ao empreendimento. Isso porque, cada obra tem características arquitetônicas particulares, dificultando a utilização de um modelo padrão. O trabalho inicialmente traz conceitos básicos sobre o tema e uma revisão bibliografia abordando os critérios de projetos, as características e as particularidades dos sistemas adotados. Em seguida, faz-se o lançamento e análise da estrutura para os sistemas estruturais escolhidos, obtendo-se os quantitativos de materiais, os quais vêem a formar os índices definidos para comparação. Foram comparados os custos totais da obra obtidos por meio de composições de preços chegando-se a um valor global para cada tipologia adotada. Para isso, adota-se um edifício de escritórios como objeto de análise desse trabalho. E por último faz uma análise comparativa com base nos custos unitários de cada alternativa levando em consideração os materiais, mão de obra e equipamentos necessários.

The analysis of waffles slabs has been theme of several researches, seen the difficulty of determination of strength and displacements that this structural system presents, as well as, the discrepancies that the calculation model suggested by NBR 6118:2003 have been demonstrated. The use of exact methods in the calculation of waffles slabs becomes unsuitable for the fact that the geometries of some in the structures of constructions is of extreme complexity. This way, the Finite Element Method has shown a tool for analysis of structures with potential to solve problems with high complexity. Therefore, in this work it is proposed models for design using the Finite Element Method, through the three-dimensional modeling of structures of waffles slabs and ribbing flat slabs. The involved parameters are verified in the calculation of this structure type like, the modulus of elasticity, and the methods for determination of the equivalent section, witch simplify the ribbing section, with the objective of using these parameters in the calculation through the Finite Element Method by finite elements of plane. After the analysis, have been compared the results of the proposed model and each parameter is compared with experimental results in the bibliography. / A análise de lajes nervuradas tem sido tema de várias pesquisas, visto a dificuldade de determinação de solicitações e deslocamentos que este sistema estrutural apresenta, assim como, as discrepâncias que o modelo de cálculo sugerido pela NBR 6118:2003 tem demonstrado. A utilização de métodos exatos no cálculo de lajes nervuradas torna-se inviável pelo fato das geometrias geradas nas estruturas de edificações serem de extrema complexidade. Desta forma, o Método dos Elementos Finitos tem se mostrado uma ferramenta para análise de estruturas com enorme potencial para resolver problemas elevada complexidade. Portanto, neste trabalho são propostos modelos de cálculo utilizando o Método dos Elementos Finitos, por meio da modelagem tridimensional de estruturas de lajes nervuradas e cogumelo nervuradas. São verificados ainda, parâmetros envolvidos no cálculo deste tipo de estrutura, como o módulo de deformação longitudinal, e métodos para a determinação de uma seção equivalente para simplificar a seção nervurada, com objetivo de utilizar tal parâmetro no cálculo de estrutura via Método dos Elementos Finitos, através de elementos finitos planos. Após as análises são comparados os resultados do modelo proposto, e cada parâmetro verificado, com resultados experimentais disponíveis na bibliografia, chegando-se assim, às conclusões deste estudo.

Submitted by Izabel Franco (izabel-franco@ufscar.br) on 2016-09-23T12:46:32Z No. of bitstreams: 1 DissFLR.pdf: 3397805 bytes, checksum: 748cef78a5c04d386df8100510a2b742 (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-09-26T20:36:55Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissFLR.pdf: 3397805 bytes, checksum: 748cef78a5c04d386df8100510a2b742 (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-09-26T20:37:01Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissFLR.pdf: 3397805 bytes, checksum: 748cef78a5c04d386df8100510a2b742 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-26T20:37:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissFLR.pdf: 3397805 bytes, checksum: 748cef78a5c04d386df8100510a2b742 (MD5) Previous issue date: 2015-08-24 / Não recebi financiamento / The civil construction more than ever is challenged by the circumstances faced by the country, the economic crisis experienced in these last few years puts into perspective the necessity of more rational choices avoiding unnecessary dispenses and wastes. In face of this scenario the pre-cast elements became vital to guarantee the conclusion in less time and trying to reduce constructive bottlenecks. The latticed pre-cast concrete slabs are one of the many types of pre-cast parts which can be used at the construction sites, however the national standards are confuse and vague about some aspects contained especially in the European standards. Even the last review of the NBR 6118 of 2014 adds little about the issue and the more specific standard (NBR 14680) has few constructive details regarding the connection between elements and the calculus procedures, therefore this work tries to discuss the main questions related to this kind of pavement, introduces knowledge coming from other standards trying to answer some less usual doubts, but extremely pertinent ones such as, for example, the concept of self-portance, the use of this material in bridge floors and also the type connective reinforcement needed to attain the effective monolithism at the interface between beamstructure. This dissertation also presents some examples of pre- and post-constructive deflection limits, fissured deformation and a full example of calculation for a common pavement. Some data from the experiments realized at the NEPRE in the University of São Carlos and their practical application are shown as well. / A construção civil mais do que nunca se vê desafiada pelas circunstâncias enfrentadas pelo país, a crise econômica vivida nos últimos anos coloca a necessidade de escolhas mais racionais evitando gastos e desperdícios desnecessários. Em face deste cenário as peças prémoldadas se tornaram vitais para garantir prazos menores e redução de gargalos construtivos. As lajes pré-moldadas do tipo painel treliçado são um dos muitos tipos de peças pré-fabricadas que podem ser utilizadas nos canteiros de obra, porém as normas vigentes são confusas e vagas em relação a alguns aspectos celebrados principalmente nas normas europeias. Mesmo a última revisão da NBR 6118 de 2014 acrescenta pouco sobre o assunto e a norma mais específica (NBR 14860) possui poucos detalhes construtivos relativos à ligação entre elementos e a procedimentos de cálculo, portanto este trabalho tenta abordar as principais questões relativas a esse tipo de pavimento, introduz conhecimento vindo de outras normas na tentativa de responder a algumas dúvidas menos usuais, porém extremamente pertinentes como, por exemplo, o conceito de autoportância, o uso desse material em pavimentos de pontes e também o tipo de ancoragem necessário para se atingir o monolitismo adequado da interface vigaestrutura. O trabalho ainda apresenta exemplos de cálculo de flecha limite pré e pós-construtiva, deformação fissurada e um dimensionamento completo de um pavimento. São apresentados também os dados coletados durante os ensaios realizados no NETPRE da Universidade Federal de São Carlos e sua aplicação prática para aqueles resultados.

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:43:49Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:10:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 06779.pdf: 6662459 bytes, checksum: 5a5ae589785a8bad523a922f578319f8 (MD5) / Tese (Doutoramento) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Diversos pesquisadores têm estudado o comportamento e o emprego de lajes nervuradas de concreto armado em sistemas estruturais na engenharia civil que demonstrem viabilidade sob o ponto de vista técnico e econômico. Por esta razão, inúmeros trabalhos têm sido publicados nos últimos anos respaldados por testes experimentais e análises numéricas. Neste contexto, diversos tipos de sistemas estruturais de lajes nervuradas têm sido desenvolvidos. Assim sendo, o objetivo desta investigação é o de contribuir, no que tange ao estudo do comportamento estrutural estático e dinâmico de lajes nervuradas de concreto armado, tendo em mente o emprego destas em sistemas estruturais na engenharia civil. Este trabalho de pesquisa objetiva também o estudo da resposta dinâmica de lajes nervuradas de concreto armado, sob o ponto de vista de conforto humano, especialmente quando essas estruturas encontram-se submetidas a atividades humanas rítmicas. A definição das ações dinâmicas atuantes sobre os modelos estruturais foi feita com base em resultados experimentais, que consideram grupos de indivíduos desenvolvendo atividades rítmicas correspondentes à ginástica aeróbica (atividade sincronizada). São empregadas técnicas usuais de discretização, via método dos elementos finitos (MEF), por meio do programa de elementos finitos ANSYS. No presente modelo computacional, as vigas de bordo, nervuras e a laje de concreto armado são simuladas por elementos finitos de casca. Os resultados obtidos ao longo do estudo, em termos das acelerações de pico, são confrontados e comparados com os limites propostos por normas de projeto, sob o ponto de vista do conforto humano. Com base na análise dinâmica das lajes nervuradas investigadas foi possível verificar que as atividades humanas rítmicas podem vir a gerar valores de acelerações de pico elevados e que violam os critérios de conforto humano. Deste modo, foi observado que, as acelerações nos modelos estudados, podem atingir níveis elevados de vibração que comprometem o conforto dos usuários. / Several researchers have studied the use of reinforced concrete ribbed slabs in civil engineering structural systems that can be viable when the technical and economical point of view is considered. For this reason, a lot of papers were published in the last years based on the experimental and numerical analysis of this slab type. In this context, several slab systems were developed and the reinforced concrete ribbed slabs is present among them. This way, this dissertation investigated the static and dynamic structural behaviour of reinforced concrete ribbed slabs used in civil engineering structures. This research work investigated the dynamic response of reinforced concrete ribbed slabs when subjected to the human rhythmic activities, focusing human comfort criteria. The dynamic loads were obtained through experimental tests with individuals carrying out rhythmic activities corresponding to aerobics (stimulated activities). The computational models are developed based on usual mesh refinement techniques present in finite element method simulations (FEM), implemented in the ANSYS program. In this computational model the reinforced concrete ribbed slabs and beams are represented by shell elements. The numerical results, in terms of peak accelerations, are compared with recommended limits proposed by design codes, under the point of view of human comfort. The reinforced concrete ribbed slabs dynamic analysis indicated that the actions produced by human rhythmic activities could generate peak accelerations that surpass design criteria limits developed for ensuring human comfort. Hence it was observed that the acceleration in the models studied, can achieve high levels of vibration that compromise the comfort of users.

L’aluminium est fabriqué en phase liquide à 1000°C dans une cuve à électrolyse par réduction de l’alumine dissoute dans un bain fluoré contenant essentiellement de la cryolithe Na3AlF6. Les parois latérales des cuves d’électrolyse sont revêtues par des briques réfractaires, dites « dalles de bordure », à base de SiC lié par Si3N4. Ces dalles, qui déterminent en grande partie la durée de vie de la cuve d’électrolyse, sont soumises à la corrosion par le bain, l’aluminium liquide et les gaz fluorés dégagés. Afin de contribuer à une meilleure connaissance des mécanismes de corrosion de ces dalles, l’étude des échantillons « post-mortem » prélevés des cuves industrielles a été effectuée. La mise au point d’un dispositif de simulation de corrosion en laboratoire a permis de suivre l’évolution du matériau en fonction de la composition de l’agent de corrosion. Ces études ont permis de mettre en évidence la forte réactivité de la phase liante de la dalle dans tous les zones de la cuve. Le rôle majeur de sodium, qui provient du bloc cathodique et la pâte de brasque, comme accélérateur de la corrosion de la dalle a été confirmé. La corrélation entre l’oxydation et la corrosion a été démontrée. La dissolution de SiO2 dans le bain fluoré a été étudiée par RMN haute température in situ et par RMN MAS à température ambiante sur les échantillons solidifiés. Nous avons montré la formation de phases aluminosilicatées (albite et néphéline) qui ont une solubilité non négligeable dans la cryolithe. / Aluminum is produced in liquid phase at 1000 °C in an electrolysis cell by reduction of alumina dissolved in a bath containing essentially cryolite Na3AlF6. The sidewalls of the electrolysis cells are lined with refractory bricks, called « edge slabs », based on Si3N4 bonded SiC. These slabs, which largely determine the lifetime of the electrolysis cell, are submitted to corrosion by the bath, the liquid aluminum and fluoride gas released. To contribute to a better understanding of the corrosion mechanisms of these slabs, the study of postmortem samples from industrial cells has been completed. A specific furnace for corrosion measurements in molten fluorides has been developed in order to characterize the evolution of the refractory with the composition of the corrosion agent. These studies highlight the high reactivity of the binding phase of the slab in all parts of the cell. The role of sodium, which comes from the cathode block and the ramming paste, and acts as an accelerator of corrosion has been confirmed. The correlation between oxidation and corrosion has been demonstrated. The dissolution of SiO2 in the cryolitic bath has been studied in situ by NMR at high-temperature and by NMR MAS on solidified samples at room temperature. We have shown the formation of aluminosilicate phases (albite and nepheline) which have a significant solubility in cryolite.