Durante muito tempo as estruturas de concreto foram consideradas livres de manutenção, ou seja, estruturas quase eternas a menos que fossem sobrecarregadas ou destruídas intencionalmente ou por acidente. Esse pensamento caiu por terra nas últimas décadas quando várias estruturas de concreto começaram a apresentar problemas degradando-se bem mais rápido que o esperado. O monitoramento estrutural nasceu da necessidade de acessar a condição de segurança de uma estrutura de forma mais rápida, precisa e com o benefício de criar uma base de dados sobre a estrutura monitorada. O monitoramento de edifícios ainda é um assunto pouco abordado nas pesquisas e publicações. O alto custo agregado às pontes, viadutos e outras grandes estruturas atraem o interesse de pesquisadores e fabricantes de equipamentos. O problema escolhido como alvo no monitoramento a ser desenvolvido foi a degradação de blocos de fundações em concreto armado com reação álcali-agregado (RAA) pela dificuldade de acesso em inspeções. Uma simulação da expansão causado por RAA em concreto foi desenvolvida para experimentos com sensores e técnicas de monitoramento de fundações. No experimento foram testadas aplicações de strain gauges na armadura, na superfície através de um long gauge adaptado e LVDTs (linear variable differential transformer) aplicados na superfície. A ancoragem dos long gauges não suportou o esforço, impedindo a correta avaliação do sensor. Os LVDTs têm grande potencial para acompanhar o desenvolvimento de fissuras, mas sofrem depois de alguma expansão, pois se desalinham com a superfície do concreto. Os strain gauges aplicados na armadura mostraram boa relação com a expansão medida e têm grande potencial no monitoramento. O processo de decisão e projeto do monitoramento para os blocos é explicado e definido. Uma proposta de aplicação do conceito de estrutura tolerante a dano aos blocos de fundação com RAA é dada para otimização de planos de manutenção e intervenções. / For a long time, concrete structures were considered \"maintenance-free\", i.e. quasi eternal, unless they were overloaded or destroyed intentionally or by accident. This thought has been reconsidered in recent decades when several concrete structures began to present problems and degraded much faster than expected. Structural monitoring has been originated from the need to access the safety condition of a structure more quickly, accurately and with the benefit of creating a database of the structure monitored. The high cost related to bridges, overpasses and other large structures still attracts the interest of researchers and equipment manufacturers. However, the monitoring of buildings is still a subject rarely addressed in research and publications. The problem chosen to be addressed in this research is the degradation of reinforced concrete foundation blocks by alkali-aggregate reaction (AAR) due to difficult access during inspections and unpredictable development of the problem. A review on the sensors available on the market and on monitoring techniques used in other structures with the problem was undertaken. A simulation of the AAR`s expansion in concrete has been developed for an experiment with sensors and monitoring techniques of foundations. In this experiment, strain gauges were applied on the reinforcing bars and adapted on a long gauge on the surface. LVDTs (linear variable differential transformer) were also applied on the surface. The anchoring of the long gauges did not support the applied tension, preventing a correct evaluation of the sensor. LVDTs have great potential to monitor the development of cracks, but after the concrete suffering some expansion, they get misaligned with the surface. The strain gauges used in the armor showed a good relation with the expansion and have great potential in monitoring. The whole decision and design process for the structural health monitoring (SHM) for AAR attacked foundation blocks is explained and the project is defined. A proposal of a damage-tolerant approach for the block is given for optimization of maintenance and interventions.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:usp.br/oai:teses.usp.br:tde-03042012-120210 |
| Date | 30 November 2011 |
| Creators | Araújo Neto, Gilberto Nery de |
| Contributors | Helene, Paulo Roberto do Lago |
| Publisher | Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP |
| Source Sets | Universidade de São Paulo |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | Tese de Doutorado |
| Format | application/pdf |
| Rights | Liberar o conteúdo para acesso público. |
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