A consolidação das técnicas de dosagem e fabricação de concretos auto-adensáveis com reduzida relação a/c pode ser considerada como um dos desenvolvimentos mais impactantes da nova tecnologia do concreto. No Brasil a utilização deste tipo de concreto, apesar de estar aumentando consideravelmente, ainda é relativamente modesta. Projeta-se, todavia, uma considerável expansão nos próximos anos, em função das vantagens que este material oferece. Por isso, várias instituições têm buscado aprofundar o conhecimento sobre o concreto auto-adensável (CAA), através de estudos e pesquisas sobre o comportamento e características desse novo material. Visando colaborar para um melhor conhecimento sobre as propriedades de concretos autoadensáveis no estado endurecido, foi efetuado um estudo sobre o comportamento, em termos de deformação instantânea e lenta, de vigas fabricadas com CAA. O programa experimental compreendeu a análise de seis vigas de concreto armado dimensionadas segundo as exigências da NBR 6118/2003.Para fabricação das mesmas foi utilizado um concreto convencional, com teor de argamassa de 55%, que serviu como referência, e dois concretos auto-adensáveis, com teores de argamassa de 55% (similar ao do convencional) e 60% (típico de concretos auto-adensáveis). As vigas permaneceram em carga durante aproximadamente cinco meses, durante os quais foi registrada a evolução dos deslocamentos transversais do centro e do terço médio. Os resultados experimentais foram comparados com valores numéricos obtidos através da norma brasileira e do emprego de um modelo computacional baseado em elementos finitos. De uma forma geral, verificou-se que concretos auto-adensáveis possuem comportamento similar ao concreto convencional, podendo ser utilizada, para o dimensionamento de peças com este concreto, a mesma norma utilizada para estruturas de concreto convencional. Verificou-se, porém, que o modelo simplificado da norma brasileira vigente para estimativa da deformação total de longo prazo não apresentou dados coerentes com os resultados coletados em ensaio, subestimando os valores obtidos. Uma análise mais precisa foi possível através de um modelo de elementos finitos. Verificou-se, todavia, que para avaliar o comportamento de vigas de concreto armado em ambiente similar ao do ensaio, é imprescindível a inclusão dos efeitos da retração. / Self-compacting concrete (SCC) is considered by many researchers and field engineers as one of the most important recent developments in concrete technology. Despite the considerable advantages that are associated with the use of this special concrete, its use in Brazil is still limited, although there is a growth trend. A strong market expansion is expected in a short period, reproducing what is now happening in Europe and the US. Therefore, many research institutions have been trying to increase the scientific knowledge about SCC, trough studies and researches focused on this new material. In this paper, a study about the immediate and long-term deflections of reinforced concrete beams using SCC is presented, aiming to increase the knowledge about the properties of the self-compacting concrete in its hardened state. In the experimental part of this study, a comparison between the maximum deflections registered in concrete beams under constant load, made with conventional and SCC concrete, is carried out. The experimental program involved the casting and testing of six beams with the same geometry, longitudinal and transversal reinforcement, and subjected to the same load pattern. The beam prototypes were designed according to the Brazilian standard NBR 6118/2003, with a 210cm span and an 18x10cm cross-section. Two types of concrete with different mortar contents have been used: one conventional concrete with a mortar content of 55%, and two SCCs with mortar contents of 55% and 60%. The beams were put under load during approximately five months. The mechanical properties of concrete have been determined and the maximum deflections have been measured throughout this period. The experimental results have been compared with numerical estimates obtained using procedures recommended by the Brazilian standard and with estimates from a FEM computational model. Overall, it was found that self-compacting concrete has a similar behavior to conventional concrete, for the same mortar content, and can be designed with the same criteria used for conventional concrete structures. The estimates obtained using the Brazilian standard, however, underestimated the maximum deflections in relation to the experimental data collected. Better estimates were obtained using the FEM model, when temperature and humidity data was used to account for the shrinkage.

Dissertação (mestrado) - Pontifícia Universidade Católica do Paraná, 2002 / Inclui bibliografias / Este trabalho analisa vigas de materiais compósitos laminados via elementos finitos, formulados utilizando-se a notação strain gradient, que é uma notação fisicamente interpretável. A notação strain gradient permite avaliar as capacidades de modelagem de / This work analyzes laminated .composite beams using finite elements formulated in strain gradient notation, which is a physically interpretable notation. Strain Gradient notation allows for the evaluation of modeling capabilities of finite elements, as we

Dissertação (mestrado) - Pontifícia Universidade Católica do Paraná, Curitiba, 2006 / Inclui bibliografia / O objetivo deste trabalho é ajustar os parâmetros físicos (módulo de elasticidade e fator de perda) dos materiais que constituem uma viga sandwich utilizando duas técnica de ajuste de parâmetros: a primeira consiste no Algoritmo Genético (AG) acoplado a u / The objective of this work is to adjust the physical parameters (module of elasticity and loss factor) of the materials that constitute a beam "sandwich" using two technique of adjustment of parameters: the first consists of the Genetic Algorithm (GA) cou

This research verifies the viability technique of the use of the Bambusa vulgaris, vegetal abundant in the state of alagoas, as substitute of the smooth steel, in the reinforcement of the concrete in beams, for use in agricultural constructions. The bamboo comes more than being searched the fifty years, however, exists few studies on this species with this application. The use of materials you renewed and of low consumption of energy it is basic in all the productive areas, mainly of the civil construction, which had the high consumption of energy that this activity requires. This option besides reducing costs, contributes to reduce the effect of the ambient aggression that the production of the steel provokes.The used and widely accepted methodology of the armed concrete is used in this work, with the precautions that if must have with the natural materials, and of heterogeneous mechanical characteristics. With the purpose of if getting a material of better quality, the bamboo was characterized to the traction with knot, using itself 2/3 of the external thickness of colmo.The reinforcement areas are daily pay-definitive, corresponding the percentages of reinforcement of 1%, 2% and 3%, in form of rods, cross-section constant of 0,6 cm x 1,00 cm. It is verified that the sizing of beams of concrete with reinforcement of bamboo, must be made in function of its vertical deformation, in view of its low modulus of elasticity in relation to the steel. To make possible the use of simple and practical form of this material, had been developed tables with sizing of beams, that can be used in some shipment situations, agricultural constructions, or small constructions. / Esta pesquisa verifica a viabilidade técnica da utilização do Bambusa vulgaris, vegetal abundante no estado de alagoas, como substituto do aço liso, no reforço do concreto em vigas, para uso em construções rurais. O bambu vem sendo pesquisado a mais de cinqüenta anos, entretanto, existem poucos estudos sobre essa espécie com esta aplicação. A utilização de materiais renováveis e de baixo consumo de energia é fundamental em todas as áreas produtivas, principalmente o da construção civil, devido o alto consumo de energia que esta atividade requer. Esta opção além de reduzir custos, contribui para reduzir os efeitos da agressão ambiental que a produção do aço provoca. Emprega-se neste trabalho a metodologia usada e amplamente aceita do concreto armado, com as precauções que se deve ter com os materiais naturais, e de características mecânicas heterogêneas. Com a finalidade de se obter um material de melhor qualidade, o bambu foi caracterizado à tração com nó, usando-se 2/3 da espessura externa do colmo. As áreas de reforço são pré-determinadas, correspondendo a percentuais de reforço de 1%, 2% e 3%, em forma de varetas, de seção transversal constante de 0,6 cm x 1,00 cm. Verifica-se que o dimensionamento de vigas de concreto com reforço de bambu, deve ser feito em função da sua deformação vertical, tendo em vista seu baixo módulo de elasticidade em relação ao aço. Para possibilitar o uso de forma simples e prática deste material, foram desenvolvidas tabelas com dimensionamento de vigas, que podem ser usadas em várias situações de carregamento, em construções rurais, ou pequenas construções.

Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2018-04-09T17:11:34Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2284718 bytes, checksum: 33eac63a58120f212251a53045c788b8 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-09T17:11:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2284718 bytes, checksum: 33eac63a58120f212251a53045c788b8 (MD5) Previous issue date: 2018-02-09 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / As vigas casteladas são obtidas a partir de perfis I cortados longitudinalmente na alma, deslocados em seu comprimento e soldados, produzindo aberturas hexagonais ou octogonais, quando entre as partes são introduzidas chapas expansoras, promovendo assim o aumento da inércia dos perfis sem alteração significativa do peso. Dessa forma, essas vigas são indicadas para grandes vãos e situações em que os estados limites de serviço condicionam o dimensionamento, além de possuírem forte apelo arquitetônico, facilitando a passagem das instalações prediais pelas aberturas e consequente redução da altura da edificação. Porém, a presença de aberturas na alma modifica a distribuição de tensões na alma do perfil castelado em relação ao perfil de alma cheia, reduzindo sua capacidade resistente sob determinadas condições de carregamento, podendo ocasionar fenômenos de instabilidade próprios das vigas casteladas. Esses comportamentos podem ser ainda mais alterados em situação de incêndio, uma vez que, com o aumento da temperatura, o aço tem seu módulo de elasticidade e sua resistência degradadas. Assim sendo, realizou-se um estudo numérico, com o uso do software ABAQUS, de vigas casteladas de aço nos padrões Litzka, Peiner e anglo-saxão submetidas a altas temperaturas, o que permitiu delinear o comportamento dessas vigas quanto à flambagem do montante de alma em situação de incêndio. Os resultados obtidos na análise numérica foram validados com os obtidos experimentalmente por Vieira (2015) 1 e por Redwood e Demirdjian (1998) 2 para a temperatura ambiente, e foram utilizados para proposição de uma formulação para dimensionamento de tais vigas em situação de incêndio, com base nas proposições da norma ABNT NBR 14323:2013 e na analogia com o modelo de biela. / The castellated steel beams are manufactured from I-section steel beams that are cut longitudinally along the web and then web-post are re-welded together. The obtained castellated steel beam has hexagonal or octagonal openings and so a higher inertia than the original beam. Therefore, these beams are suitable for structures with long spans and for situations where the serviceability limit state is critical. They also have strong architectural appeal and allow service integration to be installed within the beam depth, which reduces the height of the building. Due to the openings in the web, the stress distribution is modified in relation to the solid web beam and the resistance is reduced. Thus, local failures modes may occur in castellated beams. In fire, these behaviors can be further modified, because, with the elevation of the temperature, the elasticity modulus and the strength of the steel are degraded. Therefore, a numerical study of Litzka, Peiner and anglo-saxon castellated steel beams exposed to elevated temperatures was done with the software ABAQUS. The results of numerical analysis were validated with experimental results at ambient temperature (REDWOOD and DEMIRDJIAN, 1998; VIEIRA, 2015), and had been used to propose a formulation for the design of castellated steel beams in fire, based on the propositions of ABNT NBR 14323:2013 and the strut model analogy.

O objetivo deste trabalho é a obtenção dos modos normais e das freqüências naturais de vigas com condições de contorno não-clássicas, descritas pelo modelo estrutural de Euler-Bernoulli. Para a obtenção dos modos são consideradas duas bases, a base espectral clássica e a base dinâmica associada à resposta impulso do modelo. O deslocamento de uma viga sob ação de uma força periódica é obtido através da análise modal e apresentado de maneira gráfica para as diversas condições de contorno. / The objective of this work is the obtention of the normal modes and natural frequencies of beams with non-classical boundary conditions described by t he structural Euler-Bernoulli model. For this, two basis are considered, a classical spectral basis and the dynamical basis associated with the impulse response of the model. The displacement of a beam under the action of a periodic force is obtained through modal analysis and presented graphically for such various boundary conditions.

O objetivo deste trabalho é calcular as vibrações forçadas de uma viga longa e fina descrita pela equação de Euler-Bernoulli com a influência de uma força axial e da carga f(t, x ). Os cálculos simbólicos são realizados utilizando a base espectral clássica, obtida a partir das raízes da equação característica , e a base dinâmica, caracterizada pelas condições iniciais impulsivas. São apresentados resultados simulados da função de Green com diversas condições de contorno e das vibrações forçadas em vigas apoiadas em uma extremidade livre, fixa, deslizante e apoiada na outra, sujeitas a ação de cargas do tipo pontuais e oscilatórias. / The objective of this work isto calculate the forced vibrations of a long and fine beam described by the equation of Euler-Bernoulli with the influence of an axial force and of the load f(t,x). The symbolic calculations are accomplished using the classical spectral basis, obtained starting from the roots of the characteristic equation, and the dynamical ba.sis, characterized by the impulsive initial conditions. Simulations for the Green function and forced vibrations are presented for a beam supported at one end and free, fastened, sliding and supported at the other end and subject to the action of punctual and oscillatory loads.

As vigas mistas de aço e concreto têm sido empregadas cada vez mais como uma solução em problemas de engenharia, o que pode ser verificado em estruturas de pontes e viadutos. Também em estruturas de edifícios onde se procure maior leveza ou vencer maiores vãos, esse tipo de solução é empregada. Efetivamente uma viga mista permite empregar os materiais que a compõe de modo ótimo. Quando se fala em vigas mistas a protensão externa é uma solução que pode ser empregada como reforço estrutural, ou para aumentar a capacidade de carga da estrutura. A mesma também pode ser considerada desde a etapa de projeto com o objetivo de se obter uma estrutura mais leve. Verifica-se uma carência de material de referência quanto ao dimensionamento de vigas mistas submetidas à protensão externa. Nesse contexto, o trabalho proposto busca estudar esse assunto através da implementação de um algoritmo para consideração da protensão externa num código computacional existente. Esse trabalho segue a linha dos trabalhos que têm sido desenvolvidos no CEMACOM associados com esse tema. Basicamente foram implementados dois tipos de elementos para simulação dos cabos de protensão e um elemento de contato para simular o escorregamento entre os cabos de protensão e os desviadores intermediários. Vários exemplos são apresentados e os resultados obtidos comprovam o funcionamento adequado do código implementado. / Nowadays the composite steel and concrete beams have been increasingly used as a solution in engineering problems; this fact can be verified on bridges and viaducts structures. Also in building structures where the engineers look for greater lightness or gain larger spans, this type of solution is employed. Effectively a composite beam allows you to use the materials that compose in the optimal mode. When a composite beam externally prestressed is used as a structural solution could be for reinforcement, or to increase the load capacity of the structure. The same can also be seen from the design step in order to obtain a lighter structure. There is a lack of reference material in the design of composite beams subjected to external prestressing. In this context, the proposed work aims to study this issue by implementing an algorithm for consideration of external prestressing in an existing computational code. This dissertation follows the line of works that has been developed in the CEMACOM associated with this theme. Basically were implemented two types of elements for simulation of prestressing tendons and a contact element to simulate the slip between the prestressing tendons and intermediate deviators. Several examples are presented and the results demonstrate the proper functioning of the implemented code.

As vigas mistas de aço e concreto têm sido muito empregadas em obras civis de pequeno e grande porte. O emprego em conjunto de vigas de aço e lajes de concreto armado visa explorar as melhores características de cada um dos elementos, gerando uma solução estrutural econômica e eficiente. Os conectores de cisalhamento, que são os dispositivos de união desses elementos, permitem a transferência do esforço cortante ao longo da estrutura. O presente trabalho trata-se de uma continuação do estudo realizado por Tamayo (2011), o qual desenvolveu um código computacional em linguagem Fortran 90, utilizando o método dos elementos finitos, que é capaz de representar estruturas de vigas mistas em análises de curta duração. A teoria da plasticidade associada com um algoritmo de retorno explícito para o concreto e aço foi empregada em um procedimento incremental iterativo. O presente trabalho visa incluir a análise de serviço no código elasto-plástico, ou seja, a consideração dos efeitos de longa duração que interferem na distribuição de tensões e deformações da estrutura. A teoria da solidificação proposta por Bazant e Prasannan (1988) foi empregada para analisar os efeitos devido à fluência do concreto. Para o cálculo da fluência empregou-se um modelo reológico baseado na cadeia de Kelvin em série. Usando conceitos da série de Dirichlet, os parâmetros desta cadeia foram obtidos através de uma aproximação por mínimos quadrados. Em conjunto com a teoria da solidificação, os modelos de fluência e retração, propostos pelo Comité Euro-International du Béton (1990), foram utilizados. O amolecimento do concreto foi adicionado ao modelo computacional. Para os conectores de cisalhamento foi testada uma nova formulação empregando uma rigidez secante. As tarefas de pré e pós processamento foram realizadas através do software GiD que auxiliou nas etapas de geração da geometria e malha de elementos finitos, confecção de arquivo de entrada, e visualização dos resultados. Exemplos testados experimentalmente foram empregados para validação do modelo numérico proposto. / Steel-concrete composite beams have been widely applied to both small and large civil works. The combined use of steel beams and reinforced concrete slabs aims to explore the best features of each one, creating an efficient structural solution with low cost. The shear connectors are the device joining the steel beam and concrete slab, allowing the transfer of shear along the structure. This work follows the research of Tamayo (2011) who developed a program in Fortran 90 language, using the finite element method, capable of representing composite beam structures in short time analyzes. The associated theory of plasticity with an explicit return algorithm for concrete and steel was used in an incremental iterative procedure. This study aims to include the service analysis into the code, which means to account for long-term effects that influence the stress and strain distribution in the structure. The solidification theory proposed by Bazant and Prasannan (1988) was used to examine the creep effects of concrete. For the creep calculation, a rheological model based on the Kelvin chain in series was employed. Using concepts of Dirichlet series, the chain parameters were obtained through a least squares approximation. Together with the solidification theory, the creep and shrinkage models proposed by the Comité Euro-International du Béton (1990) were used. The concrete softening was added to the computational model. A new formulation using secant stiffness was tested for the shear connectors modeling. The pre and post processing tasks were performed using the GiD software, which was used for geometry and finite element mesh generation, input file writing, and results viewing. Specimens tested experimentally were used for the validation of the proposed numerical model.

Muitas edificações têm apresentado degradação ao longo dos anos em todo o mundo, gerando situações de risco e causando acidentes, de modo que se têm estudado alternativas para se recuperar ou reforçar estruturalmente suas vigas, pilares e lajes. Entre as técnicas desenvolvidas para essas finalidades, destacam-se, atualmente, as que utilizam compósitos de polímeros reforçados com fibras (PRF), de modo que, desde as últimas décadas do século passado, desenvolveram-se os sistemas de reforço estrutural por colagem externa de tecidos e laminados de PRF de carbono (PRFC). Isto deve-se a este tipo de fibra apresentar o melhor conjunto de propriedades necessárias para se reforçarem as estruturas de concreto armado, como altas resistência à tração e módulo de elasticidade longitudinal. Na última década, surgiu o sistema de inserção de laminados de PRFC em entalhes executados no concreto de cobrimento de elementos estruturais preenchidos com resina epóxi. Embora haja resultados de outros pesquisadores, há a necessidade de maiores investigações no Brasil sobre o desempenho dessa nova técnica. Assim se propôs o planejamento experimental desta dissertação, cujo objetivo principal foi a análise experimental do desempenho de sistemas de reforço estrutural à flexão com laminados de PRFC aplicados a vigas de concreto armado ensaiadas com carregamento estático. De um total de dez vigas pré-moldadas, quatro foram testemunhos e seis foram reforçadas à flexão com dois laminados de PRFC através de três sistemas: colagem externa, inserção em entalhes longitudinais preenchidos com resina epóxi e com argamassa com sílica ativa. Analisa-se comparativamente o seu desempenho quanto às cargas máximas, aos deslocamentos verticais no centro do vão e às aberturas de fissuras. Constata-se que as reforçadas com laminados de PRFC inseridos em entalhes longitudinais preenchidos com resina epóxi apresentam os maiores valores de carga máxima e de rigidez. Entretanto as preenchidas com argamassa com sílica ativa obtêm desempenho inferior ao das vigas testemunhos por falta de aderência. Também se conclui que as reforçadas com colagem externa de laminados de PRFC têm os menores deslocamentos verticais no centro do vão. / Many buildings have shown deterioration over the years around the world, creating a hazardous situation and causing accidents, so that they have studied alternatives to recover or strengthen their structural beams, columns and slabs. Among the techniques developed for these purposes, stand out, currently, those using fiber reinforced polymer (FRP) composites. Since the last decades of the last century, it has been developed structural reinforcement systems of externally bonded carbon FRP (CFRP) textiles and laminates. This is due to the type of fiber having the best set of properties that are necessary to strengthen reinforced concrete structures, such as high tensile strength and longitudinal elastic modulus. In the last decade, the near-surface mounted CFRP laminates system executed in grooves in the concrete cover of structural elements filled with epoxy resin came up. Although there are results from other researchers, there is a need for further investigation in Brazil on the performance of this new technique. Thus, the experimental program of this thesis has been proposed, which main objective was the experimental analysis of the performance of bending structural reinforcement systems with CFRP laminates applied to reinforced concrete beams tested under static loading. From a total of ten precast beams, four were for control and six were strengthened in bending with two CFRP laminates composites through three systems: externally bonded, near-surface mounted insertion into longitudinal grooves filled with epoxy resin and mortar with silica fume. Their performance is comparatively analyzed for maximum loads, vertical displacements at mid-span and crack openings. It is concluded that those reinforced with near-surface mounted CFRP laminates inserted into longitudinal grooves filled with epoxy resin shows the highest maximum load and stiffness. However those filled with mortar with silica fume obtained lower performance than the control beams for lack of bonding. In addition, it is concluded that the ones strengthened with externally bonded CFRP laminates have the lowest mid-span vertical displacements.