Resumo em Português:
O principal objetivo deste trabalho é investigar o comportamento não linear de prismas de blocos de concreto a compressão, com ênfase na deformabilidade e modo de ruptura. Um total de dezoito (18) prismas com blocos sobrepostos foram testados, usando blocos vazados com uma única geometria e dois traços de argamassa. Para investigar o efeito da junta vertical utilizaram-se dois meios blocos na junta intermediária dos prismas. Utilizou-se o programa comercial DIANA para simular em elementos finitos o comportamento da alvenaria estrutural. As simulações numéricas foram realizadas usando um elemento bidimensional de oito (8) nós e o estado biaxial de tensões do material foi modelado pela combinação das condições de Rankine e Drucker-Prager. Foram comparados os resultados numéricos e experimentais para validar a capacidade de prever as deformações e a carga última do conjunto. Pode se perceber pelos resultados que um modelo analítico não pode ser formulado sem um entendimento das interações entre o bloco e argamassa. Foi observado que a não linearidade da alvenaria correspondeu a um aumento nas deformações laterais devido à extensiva fissuração do material e a um progressivo aumento nas proporções entre a deformação lateral e axial; as fissuras nos prismas de três blocos construídas com argamassa forte foram verticais em ambos os lados; os prismas construídos com argamassa mais fraca tiveram um modo de ruptura por esmagamento e, também, fissuras verticais devido à concentração de tensões em alguns pontos; a presença da junta vertical nos prismas levou a uma fissura de separação entre o bloco do meio e a junta vertical de argamassa.Resumo em Inglês:
The main goal of this work is to investigate the nonlinear behavior of concrete block masonry prisms under compression, with an emphasis in the prism deformability and the failure modes. A total of 18 stack-bonded prisms have been tested, using hollow blocks of a single geometry and two different mortar types. To investigate the effect of vertical joints, the bond pattern - stack and running bond - in the prism was varied, by using half units. Finite element analysis of hollow masonry prisms was done utilizing a commercial non-linear finite element code DIANA. The numerical simulation were carried out using non-linear two dimensional 8-node elements and the biaxial stress state material was modeled by a combination of the yield conditions of Rankine and Drucker-Prager. The numerical and experimental results were compared to validate the ability to predict deformation and peak load. The results show that an analytical model cannot be formulated without understanding the interaction between block and mortar. It was observed that: the non-linearities of the masonry correspond to an increase in the lateral strain due to extensive cracking of the material and a progressive increase in the ratio between lateral and axial strains.; the cracks in the three block stacked prisms constructed with a stronger mortar were vertical on both sides; the prisms constructed with a weaker mortar had, as a consequence of localized crushing, also vertical cracks due to stress concentration at some points; the presence of a vertical joint in the prism led to the appearance of separation cracks between the middle block and the vertical mortar joint.Resumo em Português:
A cura térmica a vapor é um dos mecanismos utilizados na indústria de pré-moldados para acelerar o ganho da resistência dos elementos estruturais. Os valores de temperatura e tempos de cura ideais para ocorrer esse ganho de resistência variam conforme o cimento e o traço utilizado no concreto. Pouco se conhece sobre o comportamento do concreto auto-adensável (CAA) quando submetido ao processo de cura acelerada a vapor, principalmente em relação as suas propriedades mecânicas. O presente artigo avalia a resistência a compressão de duas composições de concreto auto-adensáveis de classe 40 MPa elaborados com cimentos distintos, cimento CP III 40-RS e cimento CP II E-32 submetidos à cura normal (de acordo com a NBR 5738:2003 ([2]) e à cura térmica a vapor. Foram utilizadas duas temperaturas de cura térmica distintas, 65°C e 80°C e, três patamares isotérmicos, 4 h, 6 h e 8 h. O estudo foi feito no Laboratório CESP de Engenharia Civil - LCEC - Ilha Solteira/SP, onde foram ensaiados corpos-de-prova cilíndricos de 10 cm x 20 cm. As resistências à compressão foram obtidas ao fim do patamar de cura térmica a vapor (denominada resistência imediata ao ciclo) e nas idades de 3, 7, 28, 56 e 91 dias (denominadas resistências nas idades avançadas) e, para os concretos submetidos à cura normal, as idades de ruptura foram realizadas com 3, 7, 28, 56 e 91 dias. Foram feitas análises de correlação entre os valores de ruptura dos concretos submetidos à cura normal com os valores de resistência imediata ao ciclo e também para as resistências nas idades avançadas. As análises comparativas foram realizadas em função do tipo de cimento empregado, temperatura de cura e tempo no patamar isotérmico. Os resultados encontrados mostram que em termos globais, o concreto com cimento CP II E-32 apresentou a 65ºC, para o patamar isotérmico de 4 horas o melhor valor de resistência a compressão quando submetido a estas condições de cura, enquanto que o concreto com cimento CP III 40-RS apresentou a 65ºC, para o patamar isotérmico de 6 horas o melhor valor de resistência.Resumo em Inglês:
Steam curing is one of the mechanisms used in the precast industry to accelerate the strength gain of structural elements. The values of temperature and time of ideal cures for this strength gain vary with the cement and mix design used in concrete. Little is known about the behavior of self-compacting concrete (SCC) when subjected to the steam accelerated curing process, especially with regards to its mechanical properties. This article evaluates the compressive strength of two mixture designs of self-compacting concrete class 40 MPa with two different cements, cement CP III 40-RS and CP II E-32 submitted to normal curing (I accordance with NBR 5738:2003 [2] and to steam curing. Two different steam curing temperatures were used, at 65°C and 80°C and three curing cycles, 4 h, 6 h and 8 h. The study was done at the Laboratory of Civil Engineering CESP - LCEC - Ilha Solteira/SP, where concretes with specimen cylinders of 10 cm x 20 cm were tested. The compressive strengths were obtained at the end of the steam curing plateau (called immediate strength to the cycle) and at ages 3, 7, 28, 56 and 91 days (called strength at advanced ages) and for concrete subjected to normal curing, the ages of rupture were performed at 3, 7, 28, 56 and 91 days. An analysis of the correlation was performed between the values of rupture of the concrete subjected to normal cure, with the values of immediate strength to the cycle and also to the strength at advanced ages. The benchmarks were performed according to the type of cement used, curing temperature and time in the steam curing plateau. Overall, the results show that the concrete with cement CP II E-32 at 65 ºC, for the steam curing plateau of 4 hours, was the best compressive strength value when subjected to these curing conditions, while the concrete with cement CP III 40-RS at 65 °C, for 6 hours of steam curing plateau, was the optimum strength value.Resumo em Português:
Com o objetivo de facilitar o cálculo do grau de saturação do concreto, visto que é um fator influente no coeficiente de difusão de íons cloreto no interior do concreto, foram elaborados modelos matemáticos que dispensam medições locais. Pesquisas concluídas comprovam a influência do grau de saturação no coeficiente de difusão, e um modelo proposto viabiliza o cálculo do coeficiente de difusão de íons, considerando as variações do grau de saturação para cada tipo de concreto. Os modelos foram elaborados através de análises estatísticas de variáveis ambientais que influenciam na variação do grau de saturação. Como conclusão da pesquisa elaborou-se quinze modelos obtidos pela regressão linear múltipla, que estimam o grau de saturação médio sazonal de cada tipo de concreto, gerando um erro percentual máximo, inferior a 5%.Resumo em Inglês:
Mathematical models that do not take into account local measurements were developed to make the calculation of the concrete saturation degree easier, which is assumed to be an important factor in the diffusion coefficient of chloride ions inside concrete. Many studies have already proven the influence of the saturation degree in the diffusion coefficient, and a proposed model enables the calculation of the ion diffusion coefficient, considering the variations of the saturation degree for each type of concrete. The models were developed based on a statistical analysis of the environmental variables affecting the variation of the saturation degree. As a conclusion of this study, fifteen models were developed based on the multiple linear regression, which estimate the seasonal average saturation degree of each type of concrete, leading to a maximum percentage error lower than 5%.Resumo em Português:
Medidas de deflexões com o falling weight deflectometer permitiram a avaliação do comportamento de juntas em pavimentos de concreto simples do ponto de vista de sua eficiência de transferência de cargas (LTE). As investigações mostraram importantes variações nesse parâmetro, quando não há dispositivos de transferência de cargas, entre horários de dias bem como entre estações climáticas distintas (inverno e verão); enquanto que juntas com barras de transferência apresentam, pouca variação nesse parâmetro e encontrando-se em geral entre 90 e 100% de capacidade de transferência, quando há quedas de temperatura, as juntas sem barras chegam a apresentar capacidade de transferência reduzida para 50% no inverno e para 60% no verão. Valores estimados de transferência de carga com um programa de elementos finitos permitiram confirmar a necessidade de tratamento teórico do problema em fases de análise estrutural e projetos de pavimentos de concreto com juntas.Resumo em Inglês:
A field investigation of load-induced deflections using a FWD device allowed evaluating the joint behavior of plain jointed concrete pavements regarding its load transfer efficiency (LTE) at joints. Such parameter, at non dowelled joints, present a large variation along day hours as well as along the seasons (winter and summer); while dowelled joints disclosed little variation for LTE with values ranging from 90 to 100%, non dowelled joints have reduced transfer efficiency between 50% (winter) to 60% (summer). Using FEM-based software it was allowed to estimate very similar values, matching the field data, confirming the requirements for considering LTE behavior at joints during structural analysis and design of concrete pavements.Resumo em Português:
As pastas, juntamente com as argamassas e os concretos, são suspensões reativas, cuja consistência é modificada ao longo do tempo, sobretudo pela atuação do cimento. Eles apresentam um comportamento de fluido não-newtoniano e exibem uma viscosidade que varia com a tensão aplicada. Com base em técnicas alternativas, foram determinados, analisados e comparados o comportamento e as propriedades reológicas de argamassas e de concretos a partir de medidas experimentais de abatimento, cálculo da tensão crítica ou de escoamento, com e sem adição de aditivos, assim como valores de viscosidade. As técnicas alternativas utilizadas foram o cilindro de Pashias e o ensaio de abatimento de tronco de cone modificado para as argamassas e os concretos, respectivamente. Os valores de parâmetros reométricos obtidos a partir das técnicas alternativas para as argamassas e concretos testados foram comparados com resultados de ensaios realizados em reômetro, apontando boa aceitação das técnicas alternativas e menos onerosas na determinação de parâmetros reológicos de materiais à base cimentícia. Pôde-se inferir ainda que o modelo reológico binghamiano, com dois parâmetros reológicos (tensão crítica ou de escoamento e viscosidade), mostrou-se como condição necessária e suficiente para representar o comportamento das misturas estudadas neste trabalho.Resumo em Inglês:
Pastes, mortar and concrete are reactive suspensions whose consistency is modified over time, especially by cement performance. They present a non- Newtonian fluid behavior and exhibit viscosity that varies with the applied stress. Based on alternative techniques, the behavior and rheological properties of mortars and concretes were determined, analyzed and compared from the experimental measurements of slump, yield stress calculation, with and without addition of admixtures, and viscosity values. The alternative techniques used were the cylinder of Pashias and the modified slump test for mortars and concretes, respectively. The rheometric parameter values obtained by the alternative techniques for mortars and concretes were compared with the results from tests performed with a rheometer, indicating the alternative techniques’ good acceptance and lower costs to determine the rheological parameters of cementitious materials. It could even be inferred that the Bingham rheological model, with two rheological parameters (yield stress and viscosity), proved to be a necessary and sufficient condition to represent the behavior of the mixtures tested in this paper.Resumo em Português:
Este texto apresenta uma ferramenta didática desenvolvida para o dimensionamento e detalhamento de pilares de concreto armado. São apresentadas as funcionalidades básicas do aplicativo e o processo de validação dos resultados obtidos. Um exemplo de dimensionamento de um pilar utilizando as expressões da norma brasileira de projeto de estruturas de concreto, NBR6118:2003, também é apresentado.Resumo em Inglês:
This text presents a teaching tool developed for the design of reinforced concrete column. The basic functionality and validation results of the application are shown here. A complete example using the expressions of the Brazilian code for the design of reinforced concrete structures, NBR6118:2003, is also presented.Resumo em Português:
O presente trabalho aborda maneiras possíveis de avaliar estruturas de concreto armado, sem vigas, destinadas a edifícios de múltiplos pavimentos quanto à instabilidade e necessidade de considerações de esforços de segunda ordem. A partir de plantas simples de estruturas em lajes planas, com distribuição regular de pilares, são considerados modelos com diferentes números de pavimentos. Os modelos não utilizam elementos de grande rigidez, como poços de elevadores e escadas. A modelagem utilizada adota os critérios simplificados para dimensionamento às ações verticais, formando pórticos com faixas de lajes admitidas como vigas de pequena altura. A partir dos resultados, analisa-se a validade da aplicação dos critérios para dispensa de consideração dos esforços globais de segunda ordem apresentados na NBR6118:2003. São comparados resultados para estruturas com e sem utilização de vigas invertidas na periferia.Resumo em Inglês:
This paper discusses several possible ways to evaluate reinforced concrete frames designed for multiple floor buildings using flat slabs, from the standpoint of instability and second-order loads. Based on floor designs with simple flat slab frames and regular distribution of columns, models with different numbers of floors are considered. The models do not involve highly rigid elements such as staircases and elevator shafts. The modeling adopts simplified criteria to design vertical loads, forming frames with slab bands representing beams of little height. Based on the results, an analysis is made of the validity of the application of the criteria without considering the second-order loads presented in the NBR6118:2003 code. A comparison is also made of the results with and without the use of inverted edge beams.Resumo em Português:
Neste trabalho busca-se avaliar a eficiência da inércia equivalente de Branson [1] para considerar a não-linearidade física das vigas de forma simplificada. Com este objetivo, são realizadas diversas análises numéricas de pórticos planos medianamente altos em concreto armado utilizando o "software” ANSYS. Inicialmente, os pórticos são processados considerando ambas as não-linearidades geométrica e física. Em seguida, são realizadas análises não-lineares geométricas, considerando a não-linearidade física de forma aproximada, por meio da redução de rigidez dos elementos estruturais. No caso dos pilares, a rigidez foi reduzida em 20% e, para as vigas, foram utilizados os valores de redução de inércia segundo a formulação de Branson [1] e aqueles recomendados pela NBR 6118:2007 [2]. Observa-se que a redução de inércia segundo a formulação de Branson [1] representa o comportamento das estruturas com maior precisão no estado limite de serviço. Além disso, mostra-se que a utilização da inércia equivalente de Branson [1] é mais eficiente para representar o comportamento dos pórticos mais flexíveis do que dos pórticos mais rígidos.Resumo em Inglês:
In this paper the efficiency of Branson’s equivalent inertia to consider the physical nonlinearity of beams in simple form is evaluated. For this purpose, several reinforced concrete plane frames of medium height are analyzed using ANSYS software. Initially, the frames are processed considering both physical and geometric nonlinearities. Next, geometric nonlinear analyses are performed, considering a physical nonlinearity approximated through the stiffness reduction in the structural elements. In the case of the columns, the stiffness was reduced by 20% and, for the beams, the inertia reduction values according to the Branson [1] formula and the NBR 6118:2007 [2] Brazilian Norm were used. It was observed that the inertia reduction according to the Branson [1] formula better represents the actual behavior of the structures at the service limit state. Furthermore, it was verified that the use of Branson’s equivalent inertia is more efficient at representing the behavior of the more flexible frames than stiffer frames.