Teses em Engenharia Civil (Doutorado) - PPGEC/ITEC
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Navegando Teses em Engenharia Civil (Doutorado) - PPGEC/ITEC por Orientadores "OLIVEIRA, Dênio Ramam Carvalho de"
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Tese Acesso aberto (Open Access) Influência do fator de escala, diâmetro máximo e tipo de agregado graúdo na resistência ao cisalhamento de vigas de concreto armado sem armadura de cisalhamento(Universidade Federal do Pará, 2022-08-18) COSTA, Natasha Cristina da Silva; OLIVEIRA, Dênio Ramam Carvalho de; http://lattes.cnpq.br/1324105476558186O presente estudo avalia a influência de diferentes tipos e formas de agregado graúdo no comportamento estrutural de vigas de concreto com diferentes alturas úteis (d) e mesmo comprimento de base (bw), além de mesmas taxas de armadura longitudinal (l) e dosagens. Para este fim realizou-se testes experimentais e análises que discutiram a performance de alguns códigos de projetos e de modelos teóricos na estimativa da resistência última ao cisalhamento de vigas de concreto armado, sem armadura transversal. Quanto ao estudo experimental foram realizados 11 testes experimentais tipo stuttgart até a ruína das peças. As dimensões das peças foram: (150 x 150 x 1400) mm, (150 x 250 x 1900) mm, (150 x 350 x 2400) mm e (150 x 450 x 2900) mm. As variáveis avaliadas foram, além das dimensões geométricas, o tipo e a dimensão do agregado graúdo empregados nas dosagens dos concretos. Quanto ao tipo foram utilizados o seixo rolado e a pedra britada. Quanto as dimensões utilizaram-se seixo rolado com diâmetro máximo (dmax) igual a 12,5 mm, brita com dois dmax: 9,5 mm e 12,5 mm. Quanto ao teor de agregado graúdo, neste trabalho, foi reduzido em 30% a quantidade definida na dosagem piloto, e para mante-se as proporções volumétricas da dosagem inseriu-se mais agregado miúdo, na mesma proporção à mistura, aumentando assim o teor de argamassa da dosagem. Nesta pesquisa foram suprimidas as armaduras transversais em todas as vigas, exceto nos apoios e nos pontos de aplicação da carga, onde manteve-se os estribos para evitar possíveis falhas nestes pontos devido ao acúmulo de tensão. Nas análises dos códigos de projetos, foram avaliadas as prescrições do ACI 318 (2019), do EC2 (2004) e NBR 6118 (2014). No que se refere aos modelos teóricos, avaliou-se as propostas de MUTTONI (2019) e de HUBER (2019). As referidas análises além de avaliarem a dispersão e o conservadorismo dos resultados encontrados, também os classificam segundo os critérios de COLLINS (2001), o Demerit Points Classification -DPC. Objetivando contribuir com as propostas de dimensionamento de vigas de concreto armado sujeitas ao esforço cortante. O presente trabalho apresenta uma proposta de modificação para cada código normativo analisado levando em consideração os parâmetros avaliados na tese, com o intuito de diminuir o coeficiente de variação dos resultados das estimativas, com base nas formulações analisadas. Para a sugestão das propostas de modificação ao ACI 318 (2019), EC2 (2004) e NBR 6118 (2014), foram utilizados dois bancos de dados compostos por vigas ensaiadas até a ruptura por cisalhamento. Utilizou-se o primeiro banco de dados para fazer interações entre os parâmetros avaliados, buscando resultados que melhorassem as previsões normativas no que tange a segurança estrutural e a dispersão dos dados. E um segundo banco de dados foi utilizado para validar estas propostas de modificação. As vigas foram modeladas utilizando um software computacional de análise não linear em elementos finitos. A calibração dos modelos computacionais foi feita a partir dos resultados experimentais das vigas de concreto armado, ensaiadas no programa experimental desta tese. Esta calibração permite que as análises sejam extrapoladas e utilizadas para a avaliação de concretos com as características ensaiadas. Pela análise dos modelos, observou-se que o modelo computacional conseguiu prever, de forma satisfatória, o comportamento experimental das vigas.Tese Acesso aberto (Open Access) Lajes lisas nervuradas bidirecionais de concreto armado sem armadura de cisalhamento com furos adjacentes ao pilar(Universidade Federal do Pará, 2019-08-23) AGUIAR, Amaury José Oliveira de; OLIVEIRA, Dênio Ramam Carvalho de; http://lattes.cnpq.br/1324105476558186Com a necessidade de um melhor entendimento quanto ao comportamento estrutural de lajes lisas nervuradas bidirecionais de concreto armado com furos adjacentes ao pilar, visando a passagem de dutos de instalações ou ventilação, foram analisadas 15 lajes quadradas medindo 2300 mm de lados e 150 mm de espessura com diferentes configurações de furos. A influência da retangularidade dos pilares também foi um importante tópico analisado, haja vista a concentração de tensões nos vértices da área carregada. Para isso, 5 normas consagradas foram utilizadas como parâmetro de cálculo para se estimar as cargas últimas das lajes e também para desenvolver uma nova abordagem de se estimar as cargas de ruína. Vale lembrar que as lajes analisadas não possuíam armaduras de cisalhamento, isto é, apenas a parcela de contribuição do concreto foi considerada para se estimar a resistência última, embora algumas normas associem esta parcela de resistência com a taxa de armadura de flexão, atribuindo um incremento na resistência última. Os resultados mostraram que o alongamento do furo e do pilar afetaram de forma considerável no comportamento das lajes, bem como a distribuição das tensões nas regiões dos vértices dos furos. Diante disso, baseando-se em bancos de dados, pôde-se estabelecer novos parâmetros nas equações normativas (Hi) que por sua vez aproximaram os resultados e diminuíram as dispersões dos mesmos, além de uma análise numérica não linear ter fornecido padrões de confiabilidade nos modelos analisados.Tese Acesso aberto (Open Access) Modelo para resistência de cisalhamento em vigas de concreto sem estribos(Universidade Federal do Pará, 2021-11-30) LIMA, João Carlos Lisboa de; OLIVEIRA, Dênio Ramam Carvalho de; http://lattes.cnpq.br/1324105476558186A análise dos esforços de cisalhamentos em vigas de concreto envolve complexidades significativas e iteração entre parâmetros. O desenvolvimento de modelos para o dimensionamento e verificação do estado limite último das vigas iniciam-se no século XIX com modelos empíricos, teóricos e numéricos como a analogia da treliça de Ritter-Mörsch e a teoria do campo de compressão modificado. Porém as relações quase estocásticas da resistência à compressão do concreto, taxa de armadura longitudinal, esbeltez de carregamento, dimensões transversais e diâmetro do agregado graúdo somam inúmeras dificuldades em criar fórmulas simples e de fácil aplicabilidade. Deste modo, o presente trabalho tem por objetivo desenvolver um modelo baseado em relações de proporcionalidade e a aplicação de um algoritmo iterativo para otimizar os valores de um banco de dados inicial de 220 vigas (63 autores) que romperam ao cisalhamento e definir um modelo teórico que será comparado com um banco de dados de 510 vigas (68 autores) e outros métodos de cálculo de relevância. A fórmula proposta proporcionou um coeficiente de variação de 6,23%, sendo entre 34,97% e 59,52% menor que os modelos analisados. Desta forma, os resultados do método proposto, ao considerar-se a relação experimental e teórico do banco de dados, apresenta todos os valores dentro do intervalo da segurança apropriada, permitindo maior acurácia em definir a carga última de vigas de concreto sem estribos.Tese Acesso aberto (Open Access) Proposta analítica para estimar as resistências residuais à tração por flexão em concreto reforçado com fibra de aço(Universidade Federal do Pará, 2022-06-15) CASTRO, Lana Daniele dos Santos Gomes; OLIVEIRA, Dênio Ramam Carvalho de; http://lattes.cnpq.br/1324105476558186Nesta pesquisa são apresentadas equações que estimam as tensões residuais, fRi (i = 1 a 4), com base nos principais parâmetros que influenciam no desempenho do concreto reforçado com fibra de aço (CRFA), como as propriedades geométricas das fibras de aço, a resistência à compressão do concreto (fc) e o volume de fibra (Vf). Para essa finalidade, a pesquisa foi dividida em três etapas, a primeira consistiu em criar um banco de dados extenso e diversificado para, a partir dele, desenvolver as equações de tensões residuais através de regressão múltipla. A etapa seguinte foi experimental, composta 15 vigas (150x150x550) mm entalhadas e ensaiadas à tração na flexão, com volumes de fibra variável, com teores de 0,0%, 0,5%, 1,0%, 1,5% e 2,0%. Por fim, para a análise das equações elaboradas na primeira etapa, outro banco de dados é apresentado, no qual foram inseridos resultados experimentais coletados da literatura e os obtidos nesta pesquisa, e, adicionalmente, foi realizada comparações de desempenho com outros quatro modelos analíticos existentes. Concluiu-se que a proposta analítica apresentada por este estudo, para definir as tensões residuais, em comparação com os demais modelos empíricos existentes, destacou-se pelo seu bom desempenho, uma vez que foi a mais precisa, menos penalizada e dispersa, demonstrando a confiabilidade das equações.Tese Acesso aberto (Open Access) Punção em lajes lisas unidirecionais de concreto armado com diferentes taxas de armadura secundária e pilares retangulares.(Universidade Federal do Pará, 2022-09-29) BRANCO, Vitor Hugo Lopes; OLIVEIRA, Dênio Ramam Carvalho de; http://lattes.cnpq.br/1324105476558186Visando avaliar o comportamento de lajes lisas unidirecionais de concreto armado à punção, foram analisadas experimentalmente 9 lajes submetidas a puncionamento simétrico. As lajes de dimensões de (1800 x 1800 x 120) mm receberam carregamento aplicado através de pilares de três tipos: A (85 × 85) mm, B (85 × 255) mm e C (85 × 425) mm. Todas foram confeccionadas com armadura de flexão principal constante de 1% (ρx) e diferentes taxas de armadura de flexão secundária (ρy), sendo: tipo 1 (0,5%), tipo 2 (1%) e tipo 3 (2%) aproximadamente. Concreto de resistência à compressão 28 MPa e módulo de elasticidade de 27 GPa. Armadura de tensão de escoamento de 573 MPa e módulo de elasticidade de 244 GPa. O trabalho teve como principais variáveis o índice de retangularidade dos pilares (cmax/cmin) e a taxa de armadura na direção secundária, objetivando avaliar a influência que exercem na resistência última ao puncionamento de lajes lisas unidirecionais de concreto armado. Os resultados experimentais foram comparados com quatro normas vigentes: ACI 318 (2019), EC2 (2004), MC 2010 (2011) e NBR 6118 (2014). Também foram comparados com os resultados obtidos a partir de uma análise numérica não linear realizada através do software ABAQUS CAE 6.14, com base no Método dos Elementos Finitos (FEM) e no modelo de Dano do Concreto (CDP). Os resultados indicaram que as normas precisam ser atualizadas, e que há o aumento da resistência ao puncionamento proporcional ao aumento da taxa de até 2% de armadura secundária, ampliando a resistência à punção das lajes em até 50% aproximadamente.