Segundo modelos teóricos disponíveis na literatura, foi desenvolvido um algoritmo, com a correspondente implementação de um código computacional, baseado no método dos elementos finitos, a ser aplicado a análises não-lineares físicas e geométricas de pórticos planos em concreto armado, nas quais são levadas em consideração as influências da tensão cisalhante e do processo de danificação do concreto associado ao nível de solicitação da estrutura. Levando-se em conta as hipóteses de Timoshenko, comprovou-se a eficiência da formulação proposta e a aproximação via método dos elementos finitos para a análise de estruturas aporticadas e para a determinação da rigidez de barras elásticas ou danificadas; o modelo é caracterizado como uma aproximação mais precisa que o modelo de Bernoulli para análise de vigas e de pórticos planos. Verificou-se que a formulação lagrangiana atualizada gera resultados bastante satisfatórios para a NLG, tanto para vigas como para pórticos planos, como ressaltado pelos exemplos e que o modelo físico proposto, baseado no modelo de dano de Mazars, apesar de muito rigoroso, leva a resultados de boa aplicabilidade prática. A combinação dos modelos de NLF e NLG, juntamente com a influência da distorção, levou a resultados muito bons. No entanto, para uma comprovação mais realista quanto a acuidade da formulação implementada, seria importante a comparação desses resultados a valores experimentais, que não foi possível nesse trabalho / Following some well-known theoretical models, a numerical algorithm for reinforced concrete frames has been developed and the corresponding computer code implemented. The numerical model was based on the finite elements method and can be applied to geometrical and physical non-linear plane frames analysis. The influences of the shear stresses are taken into account for both, linear and non-linear analyses. In the first case, the stiffness is modified according to Timoshenko’s hypothesis. For physical non-linear analysis, the stiffness is penalized on basis of a well-known damage model for which shear stresses are considered. The geometrical non-linear analysis has been introduced using an updated Lagrangean model. This accurate structural model has proved to be efficient and easily handled for practical purposes, therefore can replace safely similar codes based on Bernoulli’s hypothesis. The combination of physical and geometrical non-linearties seems to be very accurate for practical applications, but experimentations maybe required confirming the accuracy of the proposed combined model

Made available in DSpace on 2014-07-29T15:03:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Juliano Geraldo Ribeiro Neto.pdf: 2086855 bytes, checksum: 3b65b93d36838091f2c1204a03908f1c (MD5) Previous issue date: 2010-03-19 / Among the many structural and building systems, it could be highlighted a system that is a mix of steel-concrete that allows the application of their structural and building advantages as whole. When dealing with metal structures, it was noticed some changes regarding the standards of the involved material due to its lack of availability; such measures do not always follow satisfactory structural procedures. This research aims to develop a comparative study about the technical behavior of mixed steel-concrete from three different types of shear connectors (U, U and L cold formed laminated), analyzing their connectors structural behavior when associated with steel beams (Type I rolled and concrete slab). There were three direct shear tests for each type of connector, resulting in a total of nine pieces, and six trials (simply supported composite beams) to evaluate the positive bending moment region. The results indicated that the direct shear behavior between the types of connectors had important and different outcomes; however, they didn t affect significantly the average resistance of the bending mixed beams. Such beams showed considerable results regarding their deflection and deformation performance due to their connectors stiffness. / Dentre os diversos sistemas estruturais e construtivos existentes, destacam-se os sistemas formados por elementos mistos aço-concreto, cuja combinação de perfis de aço e concreto visa aproveitar as vantagens de cada material, tanto em termos estruturais como construtivos. Um fato corriqueiro que pode ser observado na execução de obras metálicas é a substituição de perfis especificados em projeto por outros equivalentes. Essa substituição, muitas vezes motivada pela falta do material especificado, nem sempre atende a uma equivalência de comportamento estrutural satisfatória. Neste trabalho é abordado um estudo comparativo do comportamento estrutural de vigas com seção mista aço-concreto, para três diferentes tipos de conectores de cisalhamento em perfil U laminado, U e L formados a frio. O objetivo é estudar o comportamento estrutural desses conectores associados a vigas metálicas em perfil I laminado e laje de concreto. Para cada tipo de conector foram realizados três ensaios de cisalhamento direto, resultando num total de nove peças, além de seis ensaios em vigas mistas simplesmente apoiadas para avaliação da região de momento fletor positivo. Os resultados obtidos indicaram que o comportamento ao cisalhamento direto entre os diferentes tipos de conectores apresentam significativa diferença, entretanto não influenciaram significativamente na resistência média das vigas mistas à flexão. Estas porém, apresentaram diferenças consideráveis de deflexões e deformações em virtude das diferenças de rigidez dos conectores.

Submitted by Marlene Santos (marlene.bc.ufg@gmail.com) on 2016-06-09T18:00:24Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Rebeca Freitas Vasconcelos - 2014.pdf: 2286500 bytes, checksum: 175252a3e36474a01ded5d6943e2492f (MD5) license_rdf: 19874 bytes, checksum: 38cb62ef53e6f513db2fb7e337df6485 (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2016-06-10T12:34:58Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Rebeca Freitas Vasconcelos - 2014.pdf: 2286500 bytes, checksum: 175252a3e36474a01ded5d6943e2492f (MD5) license_rdf: 19874 bytes, checksum: 38cb62ef53e6f513db2fb7e337df6485 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-06-10T12:34:58Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Rebeca Freitas Vasconcelos - 2014.pdf: 2286500 bytes, checksum: 175252a3e36474a01ded5d6943e2492f (MD5) license_rdf: 19874 bytes, checksum: 38cb62ef53e6f513db2fb7e337df6485 (MD5) Previous issue date: 2014-08-26 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / This work presents the application of optimization techniques for the design of hollow core slabs and beams with precast and prestressed straight cable, considering the calculation of both the immediate losses as the time-dependent. For the slabs formulation allows the designer to obtain the optimal dimensions of the height of the panel, the diameters of the cables and the alveoli, and the number of cables. The beams are obtained beam height, diameter and the number of cables. Are still subject to the conditions of service for bending stresses, constructive limitations and failure conditions. Illustrative examples are presented using the Branch and Bound algorithm and Lingo (PLS), further comparison is made between the weight and the cost of the panel, and from the results of the algorithm and sizing Munte tables that follow Brazilian standards. We conclude that the optimal design has many advantages compared to conventional design, methods of discrete variation that best characterize the optimal variables of the problem, restrictions on the normal stresses ELS are crucial in obtaining the optimal dimensions of the structures and lower panels weight does not necessarily represent the lowest cost. / Este trabalho apresenta a aplicação de técnicas de otimização para o dimensionamento de lajes alveolares e vigas com cabo reto pré-moldadas e protendidas, considerando o cálculo tanto das perdas imediatas quanto das dependentes do tempo. Para as lajes, a formulação permite que o projetista obtenha as dimensões ótimas da altura do painel, dos diâmetros dos alvéolos e dos cabos, e do número de cabos. Nas vigas, são obtidas a altura da viga, o diâmetro e o número dos cabos. São, ainda, observadas as condições de serviço para esforços de flexão, limitações construtivas e condições de falha. Exemplos ilustrativos são apresentados usando o algoritmo de Branch and Bounde o Lingo(PLS). São feitos, ainda, comparativos entre o peso e o custo do painel e entre os resultados obtidos pelo algoritmo e tabelas de dimensionamento encontradas na literatura que seguem normas brasileiras. Conclui-se que o projeto ótimo apresenta inúmeras vantagens se comparado ao projeto convencional, que os métodos de variação discreta caracterizam melhor as variáveis ótimas do problema, que as restrições relativas às tensões normais do ELS são determinantes na obtenção das dimensões ótimas das estruturas e que painéis de menor peso não necessariamente representam o menor custo.

O presente estudo traz uma revisão bibliográfica dos sistemas estruturais, da estabilidade e análise estrutural de edifícios de múltiplos andares com estrutura de aço e, ainda, do emprego de elementos mistos aço e concreto nesses sistemas, com ênfase às vigas mistas. É aplicável a duas áreas, a saber: acadêmica e prática. Na área acadêmica, contribui com informações que permitem iniciar linhas de pesquisas para diversos assuntos. Na área prática, através de exemplos, contribui com a análise da viabilidade do processo construtivo e estrutural. E por meio de instruções mínimas, contribui para o desenvolvimento de projetos de estruturas metálicas. A referida pesquisa é embasada na ABNT NBR 8800:2008 e, quando indispensável, nas normas ANSI/AISC 360-10 e EN 1994-1-1:2004. / The concerned study brings a literature review of structural systems, stability and structural analysis of multistory buildings with steel structures and also the use of steel-concrete composite elements in those systems, with emphasis on composite beams. It applies to two subjects, namely: academic and practical. In academics, it contributes with informations that allows you to start several lines of research. In the practice, through examples, it contributes with the assessment of the viability of the construction and structural process. And using minimal instructions, it contributes to the development of steel structure projects. The related research is based on the ABNT NBR 8800:2008 and, when necessary, on ANSI/AISC 360-10 and EN 1994-1-1:2004.

Submitted by Haroudo Xavier Filho (haroudo.xavierfo@ufpe.br) on 2016-04-15T18:13:42Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Dissertação - Paulo Rodrigo Lopes de Souza.pdf: 3087983 bytes, checksum: 88991d54c050c5fbdd84af04c1508190 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-15T18:13:42Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Dissertação - Paulo Rodrigo Lopes de Souza.pdf: 3087983 bytes, checksum: 88991d54c050c5fbdd84af04c1508190 (MD5) Previous issue date: 2015-10-09 / A falta de compatibilização de projetos na construção civil pode gerar interferências entre os diversos projetos de uma edificação e o projeto estrutural, uma destas interferências é a passagem de tubulações na alma de vigas. Na maioria das vezes só é constatado que uma tubulação irá passar no meio de uma viga após a mesma já ter sido concretada e nessa situação muitos construtores realizam uma abertura ou furo na viga para realizar a passagem da tubulação na maior parte das vezes sem a devida consulta a um engenheiro calculista e sem respeitar as prescrições da norma ABNT NBR 6118:2014 no que diz respeito às dimensões e posicionamento na alma da viga ocasionando perda da resistência dessas vigas. Com base no exposto, foi analisada neste trabalho a possibilidade de se adicionar fibras de aço à massa do concreto para atuar como reforço parcial junto ao local do furo. Para avaliar a capacidade das fibras que atua como reforços parciais foram conduzidos ensaios experimentais que consistiram na moldagem de vigas de concreto armado com iguais dimensões onde todas elas foram instrumentadas com extensômetros elétricos e medidores de deslocamento tipo LVDT. As vigas possuíam adição de fibras de aço em diferentes teores e uma abertura transversal de igual geometria e posição na alma. Para realização de um estudo comparativo foram analisadas duas vigas, uma de referência sem adição de fibras à massa do concreto e sem abertura transversal na alma e uma sem adição de fibras de aço à massa do concreto, com abertura transversal na alma, porém, com um reforço em armadura de aço junto ao local da abertura que foi calculado pelo método das Bielas e dos Tirantes. Todas as vigas foram analisadas quando a capacidade de carga, deformações do concreto e do aço além de flecha no meio do vão. Os resultados mostraram que as vigas com adição de fibras de aço à massa do concreto, em alguns locais da viga, alcançaram até a carga de ruptura uma discreta melhora na rigidez, que mostra que as fibras de aço foram eficientes no controle da fissuração, porém as fibras de aço sozinhas não conseguiram manter a mesma capacidade de carga da viga de referência. Sugere-se então a utilização da técnica da adição de fibras de aço à massa do concreto em conjunto com um reforço em armadura de aço junto ao local da abertura calculado pelo método das bielas e dos tirantes. / The lack of compatibility of projects in a civil construction can cause interference among the various projects of a building and the structural project, one of these are interferences in the passage of pipes in the beam’s web. In most cases it is only ascertained that a pipe will go through a beam after it has already been concreted, and in this situation many builders perform an opening or hole in the beam to get the pipes through at most times without proper refers to a calculating engineer and without complying with the requirements of the Brazilian standard NBR 6118: 2014 with regard to the dimensions and positioning the beam’s web causing loss of strength on them. Based on this fact presented above, it was analyzed in this study the possibility of adding steel fibers to the concrete mass to act as partial reinforcement at the place of the hole. To evaluate the ability of the fibers act as partial reinforcement, experimental trials were conducted, which consisted of molding reinforced concrete beams with equal dimensions where all of them were instrumented with electric strain gages and LVDT displacement meters. The beams had addition of steel fibers at different levels and a transverse opening of the same geometry and position in the web. To conduct a comparative study two beams were analyzed, one of them being a reference without addition of fiber to the concrete mass and without transverse opening in the web. The other without the addition of steel fibers to the concrete mass, with cross opening in the web, however, with an increase in steel armor at the place of opening which was calculated by the struts an tie method. All beams were analyzed for the load capacity of concrete and steel strains plus arrow in the middle of the span. The results showed that the beams with added steel fibers to the concrete mass, in some places the beam, reached to a discrete breaking load improvement in rigidity, which shows that steel fibers were effective in controlling cracking, but the steel fibers alone do not show the same load capacity of the reference beam. It is then suggested to use the technique of adding steel fibers to the concrete mass together with a reinforcement of steel armor at the place of the opening calculated by the struts and tie method.

Orientadores: Maria Cecilia Amorim Teixeira da Silva, Mario Conrado Cavichia / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo / Made available in DSpace on 2018-08-27T11:54:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Bandini_PedroAlexandreConde_M.pdf: 4052076 bytes, checksum: d472c46210a38be12152d6d9d5366659 (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: A fim de atender a requisitos de Estados Limites de Serviço, uma estrutura de concreto deve satisfazer critérios, dentre eles o controle de deslocamentos excessivos. As normas de projeto de estruturas de concreto estabelecem limites máximos para flechas em vigas que devem ser verificados em etapa de projeto. Portanto, métodos que estimem os deslocamentos em vigas de concreto armado de maneira satisfatória devem ser utilizados por engenheiros estruturais com o intuito de se projetar estruturas que atendam às condições de segurança e de serviço. No presente trabalho foram desenvolvidos e implementados os procedimentos numéricos FLECHA-0 e FLECHA-T que permitem analisar o comportamento de vigas de seção retangular, bi-apoiadas, de concreto armado submetidas à flexão simples. Os procedimentos consideraram a não-linearidade física para o cálculo de flecha imediata e flecha total, nesta sendo também considerados os efeitos de fluência e retração. Adotou-se a análise da seção transversal em camadas para integração das tensões e obtenção dos esforços internos. A consideração da não-linearidade física foi introduzida através do emprego de modelos constitutivos adequados para concreto e aço, e a colaboração do concreto entre fissuras foi considerada através de modelo de tension-stiffening para o concreto tracionado pós-fissuração em região de tração efetiva. A análise de efeitos diferidos de fluência e retração foi desenvolvida mediante emprego de método para cálculo de curvatura em elementos fletidos. Os procedimentos numéricos foram implementados computacionalmente e foram validados através da comparação com resultados experimentais de vigas ensaiadas à flexão obtidos por outros pesquisadores. Também foram avaliadas as recomendações referentes ao cálculo de flecha em vigas apresentadas pelas normas brasileira e europeia. Devido aos resultados obtidos na análise comparativa a modelos experimentais, procedeu-se uma investigação da influência da taxa de armadura de tração no procedimento para cálculo de flecha imediata em vigas recomendado pela norma brasileira de projeto de estruturas de concreto. Os resultados obtidos pelos procedimentos numéricos desenvolvidos no presente trabalho (FLECHA-0 e FLECHA-T) foram satisfatórios comparados aos experimentais e indicaram que estes podem ser empregados em situações de projeto para verificação de Estado Limite de Serviço de Deformações Excessivas em vigas de concreto armado do grupo I de resistência. A análise da influência da taxa de armadura de tração indicou que pode existir uma limitação ao uso do procedimento recomendado pela norma brasileira para o cálculo de flecha imediata em vigas com taxa de armadura inferior de tração a 0,50% / Abstract: In order to satisfy Serviceability Limits States requirements, a concrete structure must fulfill some criteria; among them is the deflection control. Guidelines for the design of concrete structures set maximum limit to the deflection of beams which ought to be verified at the design stage. Therefore, methods which are able to estimate deflection of reinforced concrete beams satisfactorily should be used by the structural designer in order to design a RC structure that meet safety and serviceability specifications. This work presents the development of numerical procedures called FLECHA-0 and FLECHA-T that allow the assessment of instaneous and long-term (considering creep and shrinkage effects) deflections, respectivly, on reinforced concrete simply supported rectangular beams subjected to bending. A section analysis approach was adopted for the integration of stresses to obtain bending moment and axial load acting on the section and material nonlinearities were introduced by the application of adequate constitutive relations for concrete and steel. The collaboration of concrete in tension between cracks was considered by a tension-stiffening model for post-cracking concrete under tension. The numerical procedures were implemented and their efficiencies were verified by the comparison to experimental results of tested RC beams under bending. Specifications related to the subject, established by the Brazilian and European standards guidelines were also investigated. Due to the results gathered in the comparative analysis to experimental data, an investigation was perfomed to assess the influence of the tension reinforcement ratio on the procedure to estimate instantaneous deflection in beam recommended by the Brazilian concrete structures design standards. The results obtained by the numerical procedures developed in the present work (FLECHA-0 and FLECHA-T) showed to be satisfactory and indicate that such procedures are able to be applied at design situations for the assessment of Deflection Control Serviceability Limit State in reinforced concrete beams of the strength group I. The analysis of the influence of the tension reinforcement ratio indicated that a limitation may exist in the procedure recommended by the Brazilian standards when applied to estimate instantaneous deflection of beams with tension reinforcement ratio lower than 0.50% / Mestrado / Estruturas e Geotécnica / Mestre em Engenharia Civil

Los tableros de vigas prefabricadas de hormigón pretensado se utilizan habitualmente en todo el mundo para resolver estructuras de viaductos y de pasos superiores sobre carreteras. Son escasos los trabajos de inestigación encaminados a la optimización económica de estas estructuras, donde la mayoría se han centrado en la reducción de las fuerzas de pretensado y han padecido de un signo considerablemente teórico, sin mejorar el aprovechamiento de los recursos que requieren, lo que ha dificultado su aplicación sobre los proyectos de ejecución. En la búsqueda bibliográfica, no se ha encontrado trabajo alguno enfocado a la optimización heurística económica de este tipo de estructuras. Ante el hueco existente en el espectro de la investigación, el enfoque de este trabajo está basado en la aplicación de distintas técnicas de optimización económica a esta tipología. Se han elegido técnicas metaheurísticas para poder plantear el problema lo más completo posible, donde se define todo el tablero y sus armados, y se realizan las comprobaciones que marca la normativa española. Se han analizado diferentes proyectos con esta tipología estructural, donde se han estudiado diseños de vigas artesa de distintos fabricantes, elegiendo una de ellas como modelo para realizar el presente estudio, y dejando la opción para adaptar la tipología a cualquiera de los otros diseños que se fabrican. A continuación se ha desarrollado un programa informatico en lenguage FORTRAN que incluye diferentes módulos: generación de la estructura, comprobación estructural y evaluación económica. El estudio se realiza sobre un tablero de 12 metros de ancho, con 11 de calzada, luz entre apoyos de 35 metros, y separación entre vigas de 6 metros. El estudio de los métodos heurísticos sobre el tablero, se realiza mediante la comparación de ocho distintos tipos de algoritmos: la estrategia de saltos múltiples aleatorios (RW), tres métodos de búsqueda local y cuatro de búsqueda poblacional. / Martí Albiñana, JV. (2010). Diseño óptimo de tableros isostáticos de vigas artesas prefabricadas pretensadas [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/8640 / Palancia

La presente tesis plantea el análisis de una nave industrial de acero, ubicada en el Complejo Industrial de Lurín en la ciudad de Lima; en la cual se planteó varios tipos de viga de alma abierta como son: Howe, Pratt, Viga en K, Viga en rombo, Warren con montantes y Warren, sometidas a las cargas presentes en la zona. En el capítulo 1 se presenta la formulación del problema, objetivos e hipótesis para validar la investigación. En el capítulo 2 se encuentra el marco teórico necesario para el desarrollo de esta investigación, con el fin de obtener las deflexiones, derivas, fuerzas axiales y pesos por área o ratios, para compararlos e identificar cuál de las armaduras trabaja mejor y consume menos material. En el capítulo 3 se plantea la metodología para conseguir los objetivos planteados que consiste: predimensionamiento, se identificó las cargas actuantes, las combinaciones de carga, se evaluó cada armadura, con el Software SAP 2000, con el cual se obtuvo la envolvente de cargas; con la carga viva se halló los desplazamientos y con la carga de sismo las derivas para cada modelo analizado. En el capítulo 4 expone los resultados del análisis, se comparó los límites de servicio y resistencia última de los elementos usados en cada modelo y a partir de ello se definió que estructura es óptima en relación a las demás vigas analizadas, considerando la normativa nacional e internacional; también se elaboró los planos de las armaduras analizadas y finalmente se presentan las recomendaciones. / This thesis presents the analysis of an industrial steel warehouse, located in the Lurín Industrial Complex in the city of Lima; in which several types of open web beam were proposed, such as: Howe, Pratt, K-beam, rhombus beam, Warren with studs and Warren, subjected to the loads present in the area. Chapter 1 presents the formulation of the problem, objectives and hypotheses to validate the research. Chapter 2 contains the theoretical framework necessary for the development of this research, in order to obtain the deflections, drifts, axial forces and weights per area or ratios, to compare them and identify which of the reinforcements works better and consumes less material. In chapter 3 the methodology to achieve the proposed objectives is presented, which consists of: predimensioning, the acting loads were identified, the load combinations, each reinforcement was evaluated, with the SAP 2000 Software, with which the load envelope was obtained; With the live load, the displacements were found and with the earthquake load, the drifts for each analyzed model. In Chapter 4, the results of the analysis were presented, the service limits and ultimate resistance of the elements used in each model were compared and from this it was defined which structure is optimal in relation to the other beams analyzed, considering national and international regulations ; the plans of the analyzed reinforcements were also prepared and the recommendations are finally presented. / Tesis

[EN] Composite steel-concrete beams embedded in the slab (slim-floor) are being increasingly used worldwide in new residential industrial and commercial building projects, as well as in unique infrastructures. However, the current standard design codes applicable in Europe, present several shortcomings. One of the most significant limitations is related to the calculation under fire exposure, where there is a lack of clear design guidance. In addition, many high-performance steels are beginning to be commercialized internationally. The use of these steels, in combination with the use of lightweight concrete with lower thermal conductivity, may significantly increase the fire resistance of this type of beams without the need of using an external protection, hence reducing the carbon footprint at the same time. This thesis suggests the use of a particular section typology (HEB + welded bottom plate) that improves the safety of the current composite beam systems, allowing for different types of steels to be arranged in the section. Plain carbon steels (S275 or S355) can be used for the main profile, while the high-performance steels (HSS or SS) would be employed only on the lower part of the beam. This will allow to balance out the problem of loss of resistance that these beams present when exposed to elevated temperatures, while reducing their cost. To this aim, a first experimental campaign is developed through eight tests, where the distribution of temperatures is analyzed in detail, as the composite beams are being subjected to the action of fire. Subsequently, an innovative solution, originated during the study of the results of this first group of experiments, is produced. This innovation is based on the insertion of an insulating material in the gap generated between the steel profile and the bottom plate (patent P201930438). To prove its novelty, a second and more reduced experimental campaign was developed. It can be concluded that some of the composite beams configured in this thesis are more sustainable, innovative, and provide competitive solutions for residential, industrial or commercial buildings. The use of new materials in embedded steel profiles is proposed in this thesis, as an alternative to the use of classical fire protection solutions (intumescent coatings or sprayed mortars), providing a solution with a better external finish and without the need for maintenance during its service life, which results in the reduction of the associated environmental impact. / [ES] Las vigas mixtas de acero y hormigón embebidas en el forjado, slim-floor, están siendo cada vez más utilizadas a nivel internacional en las nuevas propuestas de edificación tanto residencial, industrial o comercial, así como en infraestructuras singulares. Sin embargo, los códigos de diseño actuales aplicables en Europa, presentan algunas carencias. Una de las más importantes es respecto a su diseño para resistencia al fuego, para el que no existe una guía clara. Por otra parte, algunos aceros especiales, como los aceros inoxidables (SS) o de alta resistencia (HSS), están empezando a comercializarse a nivel internacional. El empleo de estos aceros, en combinación con la utilización de hormigones ligeros de menor difusividad térmica, puede llegar a incrementar significativamente la resistencia frente al fuego de este tipo de vigas sin necesidad de utilizar una protección externa, reduciendo así, a la vez, la huella de carbono. En esta tesis se sugiere la utilización de una tipología particular de sección (HEB + chapa inferior soldada) que mejora la seguridad de los sistemas de viga mixta actuales, permitiendo disponer diferentes tipos de aceros en la sección. Pueden utilizarse aceros normales (S275 o S355) en el perfil principal, mientras que los aceros de altas prestaciones se dispondrían preferentemente en la parte inferior de la sección. Esto permitiría contrarrestar los problemas de pérdida de resistencia frente a altas temperaturas que presentan estas vigas, reduciendo a la vez su coste. Para ello, se desarrolla una campaña de experimentos con ocho ensayos, donde se analiza en detalle la distribución de temperaturas cuando se somete a las vigas mixtas a la acción del fuego. Posteriormente, se presenta una solución innovadora originada durante el estudio de los resultados de los primeros experimentos, que consiste en la interposición de un material de aislamiento térmico en el hueco generado entre el perfil de acero y la chapa inferior (patente P201930438). Para demostrar su novedad, se desarrolla una segunda campaña de ensayos, más reducida. Se puede concluir que las vigas mixtas que se plantean en la presente tesis son soluciones sostenibles, innovadoras y competitivas para edificación residencial, industrial o comercial. El uso de perfiles de acero embebidos propuesto en esta tesis se plantea como una alternativa frente al empleo de soluciones clásicas de protección pasiva (pinturas intumescentes o morteros de proyección), proporcionando una solución con un mejor acabado externo y sin necesidad de mantenimiento durante su vida en servicio, lo cual redunda en la reducción del impacto ambiental asociado. / [CAT] Les bigues mixtes acer-formigó embegudes en el forjat, slim-floor, són cada vegada més utilitzades a nivell internacional en les noves propostes d'edificació tant residencial, industrial, comercial, com d'infraestructures singulars. No obstant això, els codis de disseny actuals aplicables a Europa, presenten diverses manques. Una de les més importants és respecte al dimensionament enfront el foc, on no existeix una guia de disseny clara D'altra banda, la utilització d'acers especials, com els acers inoxidables (SS) o d'alta resistència (HSS) estan començant a comercialitzar-se a nivell internacional. L'ús d'aquests acers en combinació amb la utilització de formigons lleugers de menor conductivitat, pot arribar a incrementar significativament la resistència al foc d'aquest tipus de bigues sense la necessitat d'utilitzar protecció externa, reduint alhora la petjada de carboni. En aquesta tesi es proposa la utilització d'una tipologia de secció mixta (HEB + xapa inferior soldada) que millora la seguretat dels sistemes actuals, permetent disposar diferents tipus d'acers en la secció, els acers comuns (S275 o S355) en el perfil principal i els acers especials només en la part inferior. Això permetria contrarestar els problemes de pèrdua de resistència enfront d'altes temperatures que presenten aquestes bigues reduint alhora el seu cost. Per a això es desenvolupa una campanya experimental amb huit assajos on s'analitza detalladament la distribució de temperatures sota l'acció del foc. Posteriorment, es presenta una solució innovadora originada durant l'estudi dels resultats de la primera campanya experimental i que consisteix en la interposició d'un material protector en el buit generat entre el perfil i la xapa d'acer (patent P201930438). Per a demostrar la seua novetat, es desenvolupa una segona campanya experimental més reduïda. Es pot concloure que, les bigues mixtes que es plantegen en el present projecte són solucions sostenibles, innovadores i competitives per a edificació residencial, industrial o comercial. L'ús de perfils d'acer embeguts proposat en aquesta tesi es planteja com una alternativa enfront de l'ús de solucions clàssiques (pintures intumescents o morters de projecció), proporcionant una solució amb un millor acabat extern i sense necessitat de manteniment durant la seua vida en servei, la qual cosa redunda en la reducció de l'impacte ambiental associat. / Serra Mercé, E. (2021). Análisis experimental del comportamiento frente a altas temperaturas de vigas planas mixtas de acero-hormigón con materiales avanzados [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/176062 / TESIS

[pt] Nesta dissertação, foi desenvolvido um estudo teórico-experimental de um sistema pré-fabricado de vigamentos mistos de pisos de edificações. O modelo estrutural consiste em vigas mistas do tipo duplo T, onde as nervuras são constituídas por uma viga celular formada a partir de um perfil I laminado, parcialmente embutido na laje de concreto. Após a montagem das vigas-mistas na obra, é feito um capeamento de concreto armado para solidarização do conjunto. Uma grande vantagem deste sistema é proporcionar a integração do piso com o sistema de instalações prediais, por meio da passagem de dutos pelas aberturas do perfil metálico. São apresentados os detalhes do sistema construtivo, bem como as recomendações de projeto. Foi executada uma análise paramétrica para avaliação do comportamento estrutural em termos de eficiência estrutural, visando-se principalmente a redução de custos de fabricação e velocidade de montagem. Com base neste estudo, foi desenvolvido um programa experimental no Laboratório de Estruturas e Materiais da PUC-Rio, para análise do comportamento carga/deformação e da resistência última à flexão dos protótipos submetidos a um carregamento estático. Com os dados obtidos, fez-se uma comparação com os resultados previstos. Os resultados experimentais confirmaram as previsões de resistência fornecidas pelas recomendações de projeto. / [en] In this research, is present a theoretical and experimental study of the prefabricated composite beams system. The structural model consists of composite beams of double T type where the ribs are constituted by an asymmetric I-section cellular beam, partially embedded in the concrete slab. After installation of the beams in the work, it is made a reinforced concrete capping for solidarity assembly. A great advantage of this system is integrate the floor with the building installations system, by passing ducts through the openings of the metal profile. This dissertation presents the system with the general details of construction and design. A parametric analysis was performed to assess the structural behavior in terms of structural efficiency. It is mainly aimed at reducing manufacturing costs and speed of assembly. Based on this study, was developed an experimental program in the Structure and Materials Laboratory at PUC-Rio, to analyze the behavior load / deformation and ultimate flexural strength of prototypes subjected to a static loading. With the obtained data, a comparison is made with the expected results analytically. The experimental results confirmed the estimated strength given by the design recommendations.