Na análise de estruturas é comum a consideração da concentricidade entre vigas e placas. Estudos numéricos em pavimentos de laje nervurada, onde os espaçamentos das vigas são pequenos, mostram que a consideração da excentricidade entre placa e a viga resultam em redução dos deslocamentos na estrutura, entretanto não existem estudos sobre a influência da excentricidade em pavimentos com poucas vigas. Este trabalho apresenta a análise numérica de pavimentos com dimensões usuais considerando ou não a excentricidade com o objetivo de verificar a influência da excentricidade no comportamento da estrutura. As análises mostraram diferenças de deslocamentos e tensões nas estruturas estudadas. O efeito de excentricidade pode ser incluído através da modificação da matriz de rigidez do elemento finito de viga. Todos os pavimentos foram analisados com o software ANSYS com elementos de placa e viga que representassem os modelos do trabalho. / It\'s usual practice on structural analysis of buildings slabs to assume the concentricity between plates and beams. Numerical studies in waffle-slabs, where the distance between beams is small, showed that the eccentricity of beam to plate results in reduction of stresses and displacements of the system, however there is not similar study about the influence of eccentricity in slabs with few beams. This work presents numerical analysis results of at slabs with usual dimensions considering or not plate-beam eccentricity, aiming at evaluating its influence in structural behavior. The analysis showed differences of displacements and stress in studied structures. The effects of eccentricity can be included by modifying the stiffness matrix of the beam finite element. All slabs were analyzed with ANSYS program with suitable beam and plate elements.

Este trabalho trata da otimização de painéis alveolares e vigotas protendidas utilizando Algoritmos Genéticos (AGs). A proposta de tal algoritmo foi inspirada no princípio da seleção natural de indivíduos, onde o mais ‘apto’ tende a permanecer na população e se reproduzir, passando seu código genético para a próxima geração. Em alguns casos, esse método pode alcançar melhores soluções se comparados aos métodos tradicionais de otimização. O principal objetivo do trabalho é investigar o uso de AG como uma técnica para a minimização da função custo da aplicação de painéis alveolares e vigotas protendidas. Na análise estão incluídas as verificações dos elementos nas etapas transitórias referentes à produção, transporte e montagem. A função custo é avaliada considerando valores da realidade brasileira. O trabalho de pesquisa compara os resultados obtidos utilizando AGs com aqueles obtidos utilizando o método de otimização convencional conhecido como método do Lagrangiano Aumentado. Os resultados obtidos por ambos os métodos evidenciam a eficácia dos AGs com relação ao método convencional. Foram propostas e analisadas três famílias do AG simples, buscando identificar, dentre seus elementos, quais variantes mais adequados na busca da solução dos problemas. / This work aims to optimize the production cost of hollow core panels and prestressed joists using Genetic Algorithms (GAs). The proposal of such an algorithm was inspired by the principle of natural selection of individuals, where the most ‘capable’ tends to remain in the population and reproduce, passing its genetic code onto the next generation. In some cases, this method can achieve good solutions when compared with conventional methods of optimization. The main goal of the work is to investigate AG as a technique for the minimization of the function cost of hollow core panel and prestressed joist applications. The analysis takes account of the verifications of the precast elements in the transitory stages as production,transportation and erection. The function cost is evaluated within the Brazilian context. The research compares the results using GAs with those using a conventional method, the Augmented Lagrangian. The results provide evidence the effectiveness of the GAs with relation to a conventional method. The research considers three families of the simple GA, searching to identify, among them, the adjusted variant in the search of the solution of the problems.

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

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

Submitted by Luis Ricardo Andrade da Silva (lrasilva@uefs.br) on 2017-11-28T23:42:31Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao - Mercurie Janeai Mateus Araujo Rocha.pdf: 2758370 bytes, checksum: 944f4fc5f24c7c08b8ca7abcf999414a (MD5) / Made available in DSpace on 2017-11-28T23:42:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao - Mercurie Janeai Mateus Araujo Rocha.pdf: 2758370 bytes, checksum: 944f4fc5f24c7c08b8ca7abcf999414a (MD5) Previous issue date: 2017-09-04 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior - CAPES / In this work the influence of the shear strength of the concrete in the bending of reinforced concrete slabs was studied through two models of analysis. The first model (proposed model 1) combines an isotropic damage model for concrete, proposed by Oliver et al., and the perfect elastoplastic model for steel reinforcement. The second model (proposed model 2), which is in fact a modification of the previous model, introduces a unique damaging to the concrete transverse modulus of elasticity, based on a proposal by Matzenbacher. The behavior of slabs was simulated through the Classical Theory of Laminates and the variational formulation of the problem was developed through the Principle of Virtual Works. The numerical treatment of the problem was based on the Finite Element Method, using a finite rectangular element with 24 degrees of freedom, incorporating Newton-Raphson's incremental-iterative process with load control and displacement control. The validation of the two models was based on the simulation of four rectangular slabs under bending, whose analysis revealed that it is essential to damage the concrete modulus of elasticity when using the damage mechanics. / Neste trabalho foi estudada a influ?ncia da resist?ncia ao cisalhamento do concreto na flex?o de lajes de concreto armado, atrav?s de dois modelos de an?lise. O primeiro modelo (modelo proposto 1) combina um modelo de dano isotr?pico para o concreto, proposto por Oliver e colaboradores, e o modelo elastopl?stico perfeito para o a?o das armaduras. O segundo modelo (modelo proposto 2), que na verdade ? uma modifica??o do modelo anterior, introduz uma danifica??o exclusiva para o m?dulo de elasticidade transversal do concreto, baseado em uma proposta de Matzenbacher. O comportamento das lajes foi simulado atrav?s da Teoria Cl?ssica de Laminados sendo desenvolvida a formula??o variacional do problema por meio do Princ?pio dos Trabalhos Virtuais. O tratamento num?rico do problema foi baseado no M?todo dos Elementos Finitos, utilizando um elemento finito retangular com 24 graus de liberdade, incorporando o processo incremental-iterativo de Newton-Raphson com controle de carga e controle de deslocamento. A valida??o dos dois modelos se deu a partir da simula??o de quatro lajes retangulares sob flex?o, cujas an?lises revelaram ser imprescind?vel a danifica??o do m?dulo de elasticidade transversal do concreto ao se usar a mec?nica do dano.

Este trabalho analisa, por meio de método experimental, a viabilidade de apropriar a produção de painel alveolar de concreto armado para aplicação em habitações de interesse social. Compara os processos industriais praticados para a produção deste elemento com alternativas inovadoras proporcionadas pela incorporação de fôrma interna, ou núcleo alveolar, que permite apropriar a tecnologia para aplicação em diferentes escalas conforme as características de cada empreendimento. Avalia a execução, a conectividade e o desempenho mecânico em relação à resistência à compressão do painel alveolar. Contribui com contexto de construção sustentável e o aproveitamento de resíduos industriais e conclui que o núcleo alveolar incorporado configura inovação tecnicamente viável no processo de produção do painel alveolar que pode ser utilizado em sistemas de fechamento e superestruturas (paredes portantes e lajes) em habitações. / This work analyzes the viability of appropriate the hollow core slab production for social housing construction, by means of an experimental method procedure. It compares the industrial process with innovated alternatives proportionate by internal hollow nuclear mould incorporate which provides technology appropriation for several production scales according to construction portage. Evaluate the execution, connectivity (with hydraulic and electric systems) and compressive strength of hollow core slabs. The researchs contributions is relate with the context of sustainable construction and the use of industrial waste as construction raw materials and it concludes that internal hollow nuclear mould incorporate is technically viable in hollow core slabs production´s process and this precast element could be applied in wall´s and slabs for housing construction.

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

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

Um número significativo de pontes têm sido construídas na forma de grelhas de vigas pré-moldadas, sobre as quais apoiam-se pré-lajes com posterior concretagem de capa, finalizando a execução das lajes das mesmas. Esse processo construtivo tem sido largamente utilizado tendo em vista a racionalização da construção dispensando o uso de cimbramentos, abreviando consideravelmente os prazos de construção e consequentemente reduzindo os custos. Todavia no desenvolvimento do projeto, sabe-se que essas lajes são elementos altamente suscetíveis à fadiga e, tendo-se em vista a existência de concretagem em duas etapas (pré-laje e capa final) e concretos de idades diferentes, geram-se dúvidas obre o comportamento desta interface com relação às cargas dinâmicas atuantes no decorrer da vida útil da obra. A escassez de estudos ou pesquisas relacionadas a essa questão, levaram à realização do presente trabalho, de cunho experimental, e com o objetivo de se estudar o comportamento desses elementos submetidos às cargas de fadiga e as suas resistências finais no que se refere às cargas de ruptura antes e depois de fatigadas. Foram ensaiadas 9 lajes de concreto sendo 6 lajes com rugosidade normal (saliência dos agregados brita 1) e 3 com baixa rugosidade (alisamento com espátula de madeira). Não foram identificadas rupturas por fadiga e a resistência das lajes fatigadas se mantiveram, quando levadas a ruptura no final dos ensaios, no mesmo nível daquelas não fatigadas. / A significant number of bridges have been built in the form of grids of pre-cast beams on which pre-slab are supported, with posterior concreting of concrete cover, completing the execution of the slabs. This construction process has been widely used in order to rationalize the construction without shoring, shortening considerably the time of construction and thereby reducing costs. However in developing the project, it is known that these slabs are elements highly susceptible to fatigue and, keeping in mind the existence of concrete in two stages (pre-slab and final cover) and different ages, doubts about the behavior of this interface with respect to dynamic loads acting over the lifetime are generated. The scarcity of studies and researches related to this issue led to the realization of this experimental work, in order to study the behavior of these elements subjected to fatigue loading and their final resistance in relation to the failure load before and after fatigue loading. Tests were made in 9 concrete slabs, 6 with usual surface roughness (salience of crushed aggregates 1) and 3 with low roughness (smoothing with wooden spatula). It was verified that no rupture due to fatigue loading were identified and the resistance of the slabs submitted to fatigue loading remained on the same level of those not fatigued, when carried to cracking at the end of the tests.

Neste trabalho investiga-se o comportamento resistente de lajes-cogumelo de concreto armado, analisando-se as possibilidades de melhoria de desempenho com relação ao fenômeno de punção, pelo emprego de concreto de alta resistência, pelo reforço com fibras de aço e pelo uso de armaduras transversais de combate à punção, através de ensaios de modelos de lajes-cogumelo quadradas que representam a ligação laje-pilar para o caso do pilar interno. Apresenta-se também uma revisão de conhecimentos sobre as lajes-cogumelo, o seu comportamento estrutural com ênfase no fenômeno da punção, e os principais conceitos sobre os concretos de alta resistência e os compósitos constituídos de matriz de cimento reforçada com fibras. Doze modelos de laje-cogumelo foram ensaiados com diferentes combinações de concreto de alta resistência, concreto de resistência convencional, armadura transversal e volume de fibras (0%, 0,75% e 1,5%). Um acréscimo significativo de resistência à punção foi observado, devido ao uso de concreto de alta resistência e à adição de fibras. A combinação de concreto de alta resistência com 1,5% de volume de fibras e armadura transversal proporcionaram o dobro de aumento na resistência à punção em relação ao modelo de concreto convencional sem armadura transversal e sem adição de fibras. A adição de fibras é a suposta responsável por cerca de 50% de acréscimo de resistência e o aumento da ductilidade. Outras comparações incluindo as previsões teóricas (Texto Base da NB1/94, CEB/90, AGI 318/89 e EUROCODE N.2) são comentadas. / This work investigates the behavior of reinforced concrete flat slabs, analysing the possibility of performance improvement, in relation to punching shear phenomenon, regarding to the use of high strength concrete, the addition of steel fibres and the use of transversal steel reinforcement against punching shear, through tests of flat slab square models that represent the slab-column connection, for the case of an interior column. lt introduce a revision of knowledge of flat slabs, their structural behavior with emphasis on the punching shear phenomenon, and the main concepts about high strength concretes and the composites made of cement matrix reinforced with fibres. Twelve flat slab models were tested in different combinations of high strength concrete, ordinary strength, shear reinforcement and steel fibre volume fraction (0%, 0,75% e 1,5%). A significant increase in the punching shear strength was observed, either due to the use of high strength and the addition of steel fibres. The combination of high strength concrete with 1,5% fibre volume fraction and shear reinforcement provide twice the punching shear resistance of an ordinary concrete strength model without shear reinforcement and without fibre. Fibre addition is supposed to be responsible by about 50% of the resistance improvement and the increase of ductility. Other comparisons including theoretical previsions (Texto Base da NB1/94, CEB/90, ACI 318/89 e EUROCODE N.2) are commented.