Navegando por Assunto "Reinforced concrete"

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Adequação estrutural dos pilares de um edifício residencial em concreto armado na cidade de Rio Branco
(Universidade Federal do Pará, 2013-11-06) SANTOS, Mateus Silva dos; OLIVEIRA, Dênio Ramam Carvalho de; http://lattes.cnpq.br/1324105476558186
A recuperação e reforço de estruturas de concreto armado estão cada vez mais frequentes no Brasil, devido, principalmente, ao envelhecimento das estruturas construídas nas décadas de 60 e 70 do século XX, as quais estão prestes a atingir seu tempo de vida útil. Somam-se a isto, fatores como o uso de concretos com baixa resistência, falhas de execução, além do uso inadequado e da falta de manutenção. Devido a esses fatores que a sociedade deve se preocupar em reforçar e/ou recuperar essas construções, evitando assim, demolições das mesmas e até mesmo evitar acidentes fatais. Este trabalho apresenta um estudo de caso, que visa a recuperação de um edifício, que se encontra abandonado há cerca de duas décadas na cidade de Rio Branco, Estado do Acre. Atualmente, existem várias técnicas de reforço de estrutura de concreto armado. Tais como: reforço por meio de encamisamento de concreto armado, complementação ou reforço com adição de armadura, reforço com aplicação de chapas e perfis metálicos, reforço de pilares com polímeros reforçados com fibra de carbono (PRFC), dentre outras. Neste trabalho, o método adotado para a recuperação foi o reforço por meio de encamisamento de concreto armado. E para uma melhor compreensão da metodologia adotada o trabalho apresenta também detalhes da configuração do reforço adotado, detalhe construtivo e procedimentos executivos do método adotado. Além, das envoltórias mostrando os esforços atuantes e resistentes do antes e depois do reforço.
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Análise da resistência à punção de sapatas de concreto armado
(Universidade Federal do Pará, 2016-06-07) SANTOS, Douglas Freitas Augusto dos; FERREIRA, Maurício de Pina; http://lattes.cnpq.br/4242041552985485
A sapata é um tipo de fundação superficial bastante empregada na construção civil, sendo utilizada especialmente para projetos de pequeno porte ou quando o solo é capaz de suportar as cargas, sem deformar-se de forma exagerada. As sapatas podem apresentar um modo de ruptura frágil, denominado punção. Para se evitar este tipo de ruptura, que ocorre de forma brusca, é possível na fase de projeto adotar algumas medidas, como aumentar a altura da sapata, a taxa de armadura de flexão, a resistência do concreto, entre outros parâmetros. Na literatura, foi coletado um banco de dados com 216 ensaios e analisado através de diferentes normas como a ACI 318 (2011), CSA A23.3 (2004), EUROCODE 2 (2004) e (2010) e NBR 6118 (2014), com o objetivo de contribuir para o melhor entendimento da punção em sapatas de concreto armado. Então, verificou-se que as estimativas de capacidade resistente variaram muito de uma norma para outra. Além de constatar-se que a relação a/d (relação do vão de cisalhamento pela altura útil) influência de forma significativa a resistência à punção. No caso da norma EUROCODE 2 (2010), houve a constatação de que a mudança do Vmáx da EUROCODE 2 (2004), aumentou a estimativa de sapatas rompendo pelo esmagamento da biela, e consequentemente a dispersão dos resultados. As recomendações normativas de seus países são utilizadas para dimensionamento à punção, porém são normas fundamentalmente empíricas, ou seja, elaboradas através de uma série de dados experimentais. Sendo assim, os resultados experimentais devem reproduzir ou chegar perto de reproduzirem a realidade que o elemento em questão estudado será submetido, no caso da sapata é o solo. A grande variedade de sistemas de ensaio gera dúvidas quanto a confiabilidade das normas, verificando que as recomendações normativas são penalizadas por esta variedade de ensaios.
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Análise de parâmetros globais de projeto em edifícios com estrutura de concreto armado
(Universidade Federal do Pará, 2015-12-22) VIEIRA, Vitor Vinicius dos Santos; VELOSO, Luís Augusto Conte Mendes; http://lattes.cnpq.br/9476653308517248
A verificação dos edifícios de concreto armado é realizada tanto por análise local quanto por análise global. Na análise local são avaliados os efeitos das deformações nos elementos isolados. Já na análise global o comportamento é avaliado considerando a estrutura como um todo. Normalmente, essa verificação global é feita através de parâmetros de projeto, os quais permitem manter o controle de problemas que podem afetar a segurança ou o desempenho das estruturas. Por meio dos sistemas computacionais é possível obter, com bastante rapidez, diversos parâmetros que oferecem um diagnóstico praticamente completo das repostas que as estruturas apresentarão quando submetidas à ações externas, como o vento ou as cargas verticais. Contudo, não basta processar modelos estruturais e obter resultados, é necessário interpretar o que estes significam e verificar sua validade. Diante disso, esse trabalho foi desenvolvido com o intuito de contribuir para os estudos referentes à análise global das estruturas, a partir dos parâmetros a saber: coeficientes 𝛾𝑧 e 𝑅𝑀2𝑀1, fator de carga crítica global de flambagem, deslocamentos horizontais, frequência fundamental e aceleração. São estudados casos diversos de estruturas idealizadas, com o objetivo de avaliar as relações entre esses parâmetros e propor equações simplificadas para o cálculo do fator de carga crítica global e para a frequência fundamental, em função do coeficiente 𝛾𝑧. Além disso, são analisadas algumas estruturas de edifícios reais visando avaliar as equações propostas e estabelecer comparações com os limites recomendados pelas Normas Brasileiras. Para o processamento das estruturas foram empregados dois programas de análise, o TQS e o SAP2000. De forma geral, as equações que relacionam o coeficiente 𝛾𝑧 com o fator de carga crítica, e com a frequência fundamental apresentaram resultados satisfatórios. Para os deslocamentos e acelerações, não foi possível estabelecer equações devido a inexistência de relação destes como o 𝛾𝑧. Quanto aos limites normativos, constatou-se que mesmo que as estruturas estejam atendam aos critérios de segurança quanto à instabilidade global, ainda assim estas podem não estar livres de problemas relacionados aos deslocamentos horizontais excessivos e às vibrações perceptíveis ao ser humano.
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Análise do efeito da retangularidade dos pilares nos critérios normativos de dimensionamento à punção em lajes lisas de concreto armado
(Universidade Federal do Pará, 2013-10-22) PAIVA, Odilson da Silva de; OLIVEIRA, Dênio Ramam Carvalho de; http://lattes.cnpq.br/1324105476558186
O sistema com lajes lisas que não dependem de vigamento apresenta sua resistência limitada pela resistência à punção, visto que a região da ligação laje-pilar é critica devido às cargas concentradas em torno dos pilares. A geometria dos pilares é um dos fatores de influência na distribuição de tensões da região de ligação laje-pilar afetando por sua vez no dimensionamento à punção de lajes lisas. Neste estudo foi realizada uma profunda coleta de dados que visa reunir em um único trabalho a maior quantidade possível de lajes englobando os maiores nomes no estudo de punção, nacionais e internacionais, apresentando um total de 131 lajes. Foi feita uma comparação entre os principais códigos normativos usados atualmente, Eurocode 2 (2004), NBR 6118 (2007), ACI 318 (2008) e CEB-FIP (2010). Os resultados experimentais foram confrontados com os obtidos teoricamente levando em consideração os efeitos do índice de retângularidade em lajes lisas de concreto armado sem armaduras de cisalhamento verificando a adequação, confiabilidade de cada recomendação, analisando as particularidades das regras e diretrizes de cada critério normativo.
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Análise experimental da eficiência das fibras de aço no reforço ao cisalhamento de vigas em concreto armado
(Universidade Federal do Pará, 2016-08-29) GOMES, Lana Daniele dos Santos; MORAES NETO, Bernardo Nunes de; OLIVEIRA, Dênio Ramam Carvalho de; http://lattes.cnpq.br/1324105476558186
O presente estudo avalia a eficiência das fibras de aço no reforço ao cisalhamento de vigas em concreto armado. Para esse fim, serão apresentadas algumas recomendações normativas e uma pesquisa experimental. No que diz respeito à análise das recomendações normativas, serão discutidas cinco propostas, RILEM TC 162-TDF (2003), CECS 38 (2004), JSCE (2008), EHE 08 (2010) e MODEL CODE (2010). Nesse contexto, a performance dessas propostas foi avaliada a partir do parâmetro Vexp/Vteo, que relaciona, respectivamente, os resultados experimentais, os quais foram coletados da literatura, compondo um banco de dados (BD), e os resultados teóricos, definidos pelas recomendações normativas. Para o programa experimental, foram avaliadas quatro vigas, sendo uma de referência (sem fibras) e três em concreto reforçado com fibras de aço (CRFA). Ressalta-se que todas as vigas foram reforçadas ao cisalhamento com uma taxa de armadura mínima. Entre as vigas em CRFA, é importante comentar que será avaliada a influência do consumo de fibras (Cf) adicionado à massa de concreto, que irá variar em 0,5% (≈40 kg/m3), 0,8% (≈60 kg/m3) e 1,0% (≈80 kg/m3) e a possibilidade de substituir parcialmente, ou completamente, o reforço convencional (estribos) pelo mecanismo de reforço proporcionado pelas fibras de aço do CRFA. Em relação à analise teórica, concluiu-se que as recomendações normativas MODEL CODE (2010), CECS 38 (2004) e JSCE (2008), ofereceram os resultados mais acertados, com Vexp/Vteo≈1,0, contudo, a JSCE (2008) foi a mais penalizada segundo a versão modificada do DPC (Demerit Points Classification), proposto originalmente por COLLINS (2001). RILEM TC 162-TDF (2003) se comportou de forma conservadora e a EHE 08 (2010) apresentou resultados mais dispersos. Em relação aos ensaios experimentais, embora tenha sido registrado um acréscimo de resistência na ordem de 20%, para o concreto com Cf=1,0%, nos ensaios de compressão axial, contudo, o ganho mais expressivo registrado foi quanto a ductilidade e tenacidade do CRFA, ao ponto de mudar o modo de ruptura das vigas, de cisalhamento (viga de referência) para flexão (vigas com CRFA).
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Análise experimental da influência da adição de fibras e da variação da armadura de costura em consolos curtos de concreto armado
(Universidade Federal do Pará, 2022-06-23) BRANDÃO, Jaciara Santos; LIMA NETO, Aarão Ferreira; http://lattes.cnpq.br/0287664572311345; https://orcid.org/0000-0002-5911-1368
Consolos de concreto armado usualmente caracterizam-se por serem elementos de apoio cuja concepção pode ser feita a partir do Método de Bielas e Tirantes (MTB) o qual é pautado em hipóteses fundamentais que consideram que os esforços de tração são absorvidos por tirantes (aço estrutural) e os esforços de compressão são absorvidos pelas bielas que se formam no interior da seção de concreto, pois entende-se que estes elementos possuem regiões de descontinuidade (D) ou distúrbios na distribuição de tensões. Este método pode ser aplicado no caso de consolos curtos pois também apresentam regiões (D), dado que seu fluxo de tensões ocorre de maneira não-linear. Desta forma, este estudo experimental analisou a influência da adição de fibras sintéticas (polietileno e polipropileno) e de aço na composição do concreto, bem como, verificar a influência da variação da taxa de armadura de costura com o intuito de validar o MTB como solução segura e eficiente para o dimensionamento de elementos que apresentem descontinuidades (D) ou distúrbios. Nos ensaios foram observadas a carga de ruptura, a abertura de fissuras e as deformações nos tirantes, armadura de costura e no concreto, interna e externamente. Os resultados mostraram que os espécimes contendo fibras sintéticas apresentaram as maiores resistências comparado ao espécime com fibra de aço, sendo em média 10,82% mais resistente que os espécimes de referência, apesar de não conterem os maiores teores de fibras. De forma geral os elementos apresentaram comportamento dúctil e modo de ruptura semelhantes, assim as fissuras ocorreram de maneira controlada e não houve ruptura brusca. Quanto às deformações no aço e concreto, os resultados mostraram um comportamento semelhante entre os espécimes.
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Análise experimental da resistência à punção em lajes lisas com substituição de agregados graúdos naturais por reciclados de concreto
(Universidade Federal do Pará, 2022-05-12) RIBEIRO JUNIOR, Jayron Alves; FERREIRA, Maurício de Pina; http://lattes.cnpq.br/4242041552985485; https://orcid.org/0000-0001-8905-9479
A popularização da utilização de agregados reciclados de concreto tem aumentado em virtude de aspectos socioeconômicos, mas sobretudo, motivada pela sustentabilidade e, nesse contexto, algumas normas internacionais foram publicadas com o intuito de viabilizar e padronizar o uso desse material. Apesar da constante evolução dos estudos sobre punção, ainda há necessidade de ajustes normativos nacionais e internacionais em relação à utilização de agregados reciclados de concreto em lajes lisas de concreto armado. Dois motivos explicam a ligeira influência de incorporação de agregados reciclados na resistência à punção em lajes de concreto: menor resistência mecânica e melhor ligação entre a pasta de cimento e o agregado reciclado de concreto devido ao maior teor de cimento, porosidade e rugosidade, quando comparado com agregado natural. Desse modo, a resistência à punção é influenciada por essas propriedades dos agregados ao longo do plano de cisalhamento das fissuras, os dois efeitos compensaram um ao outro, levando a uma resistência à punção semelhante. Esta pesquisa realizou o ensaio experimental de 6 lajes lisas de concreto armado sem armaduras de cisalhamento submetidas a carregamento simétrico, contendo variações na taxa de armadura de combate à flexão (0,7% e 1,4%) e taxa de substituição de agregado natural por agregado graúdo reciclado de concreto (0%, 30% e 100%). As lajes eram octogonais com 2500 mm de distância entre faces paralelas, lados de 1030 mm e espessura de 210 mm, moldadas com concreto com fck de 25 MPa e apoiadas em pilares de 300 mm de lado. As normas utilizadas como parâmetro de estimativa de capacidade resistente foram a NBR 6118:2014, ACI 318:2019 e Eurocode 2:2004. Os resultados experimentais mostraram que as lajes com ARCO-G (agregados graúdos reciclados e concreto) apresentaram redução máxima de 6 % na capacidade resistente a punção quando comparadas as lajes com agregados graúdos naturais. A taxa de armadura foi capaz de aumentar a carga de fissuração no estado limite de serviço (ELS) e o agregado reciclado de concreto pouco influenciou na abertura de fissuras nas lajes com maior taxa de armadura de combate à flexão.
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Análise experimental de lajes lisas unidirecionais de concreto armado ao puncionamento simétrico ou assimétrico
(Universidade Federal do Pará, 2006-03-02) FERREIRA, Maurício de Pina; OLIVEIRA, Dênio Ramam Carvalho de; http://lattes.cnpq.br/1324105476558186
O puncionamento é normalmente uma situação crítica no projeto de lajes lisas de concreto armado. Segundo várias normas de projeto, o puncionamento se desenvolve de maneira ainda mais desfavorável nos casos onde o carregamento atua de forma assimétrica, graças a momentos desbalanceados na ligação laje-pilar. Visando avaliar as recomendações normativas para estas situações, foram ensaiadas 12 lajes lisas unidirecionais de concreto armado ( c f ' entre 36 e 58 MPa) submetidas a puncionamento simétrico ou assimétrico. As lajes apresentavam dimensões de (1.800 x 1.800 x 110) mm com carregamento sendo aplicado através de uma chapa metálica simulando um pilar quadrado com (85 x 85 x 50) mm. O trabalho teve como variáveis, além da posição de carregamento, a taxa de armadura na direção transversal, objetivando avaliar a influência destas armaduras na resistência última ao puncionamento de lajes lisas unidirecionais. São apresentados e analisados os resultados dos deslocamentos verticais, deformações na superfície de concreto e nas armaduras de flexão, mapas de fissuração, cargas últimas e modos de ruptura observados. Apresentam-se ainda os resultados da avaliação das recomendações de 6 normas de projeto, sendo 3 européias e 1 norte americana, além das versões de 1978 e 2003 da norma brasileira para projeto de estruturas de concreto. Foi realizada também uma análise numérica utilizando o Método dos Elementos Finitos para idealizar o comportamento das lajes, comparando-se os resultados desta análise elástica com aqueles verificados experimentalmente. Os resultados indicaram que, ao contrário do que as normas prescrevem, a resistência ao puncionamento não diminui de forma linear com o aumento da excentricidade do carregamento, com a flexão influenciando significativamente na resistência última ao puncionamento. Os resultados indicam também que, mesmo em lajes unidirecionais, a taxa de armadura transversal apresenta influência significativa na distribuição dos esforços na laje, interferindo na resistência à punção.
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Análise experimental de lajes lisas unidirecionais de concreto armado com pilares retangulares ao puncionamento
(Universidade Federal do Pará, 2007-12-20) DAMASCENO, Lins Sandro Resque; OLIVEIRA, Dênio Ramam Carvalho de; http://lattes.cnpq.br/1324105476558186
Foram analisadas experimentalmente 8 (oito) lajes lisas de concreto armado sem armadura de cisalhamento, variando-se a taxa de armadura de flexão secundária e a maior dimensão dos pilares (cmax). As lajes de dimensões (1.800 x 1.800 x 110) mm, mesma armadura flexão principal, menor dimensão dos pilares (cmin) constante e igual a 85 mm, resistência à compressão do concreto em torno de 40 MPa foram submetidas à carga no centro (punção simétrica), que simula um pilar interno de um pavimento. A aplicação da carga foi realizada em trechos de pilares moliticamente ligados às lajes com 150 mm de altura, com índices de retangularidade (r = cmax/cmin) variando de 1 a 7. O objetivo foi avaliar a influência do índice de retangularidade, que neste caso refletiu no aumento do perímetro de controle, no comportamento das lajes sob flexão, e possivelmente uma ruptura mais dúctil. O objetivo foi também analisar as cargas de ruptura estimadas a partir das recomendações de seis códigos de projeto nacionais e internacionais, comparando com os resultados experimentais obtidos e avaliando as estimativas ao puncionamento, uma vez que, quando as dimensões dos pilares são substancialmente diferentes pode ocorrer a polarização de tensões e o ganho de resistência não ocorre de forma diretamente proporcional ao aumento do perímetro dos pilares. Após analisar as influências do índice de retangularidade dos pilares e as contribuições da taxa de armadura de flexão secundária nas cargas últimas das lajes e nos modos de ruptura, observou-se que os resultados experimentais indicaram que essas variáveis além de elevar a resistência da ligação podem fornecer certa ductilidade à ruptura da laje. Observou-se também que a taxa de crescimento das resistências obtidas nos ensaios diminui com incrementos no perímetro de controle. Das observações referentes à comparação entre os valores de resistências das lajes, obtidas nos ensaios, verificou-se que o aumento da carga de ruptura experimental não se apresentou de forma linear, indicando que a taxa de crescimento da carga diminui com o aumento do perímetro do pilar ou da relação cmax/cmin quando se mantém constante a menor dimensão do pilar (Cmin).
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Análise experimental de lajes lisas unidirecionais de concreto armado de alta resistência com metacaulim apoiadas em pilares retangulares e armadas à punção
(Universidade Federal do Pará, 2006-03-02) CARVALHO, Adonay Saráty de; OLIVEIRA, Dênio Ramam Carvalho de; http://lattes.cnpq.br/1324105476558186
Foram analisadas experimentalmente 10 (dez) lajes lisas de concreto dosado com metacaulim e concreto de alta resistência (fcc =60 MPa). submetidas a carregamento simétrico. objetivando analisar a influência da variação do índice de retangularidade dos pilares (CIII;{. mm = 1. 3 e 5) e de armaduras de cisa1harnento na resistência ao puncionamento das mesmas. As armaduras de cisalhamento foram constituídas por estribos abertos inclinados. As lajes tinham dimensões de (1.800 x 1.800 x 110) mm e as principais variáveis foram à variação do índice de retangularidade dos pilares e distribuição dos estribos inclinados em tomo dos mesmos. Analisou-se os resultados de cargas de ruptura. flechas. mapa de fissuração. ductilidade. deformações no concreto e nas armaduras de flexão e cisalhamento, e os modos de ruptura atingidos. Os resultados experimentais foram comparados com os resultados estimados por diversas normas. São também apresentados os resultados obtidos numericamente para as lajes ensaiadas e comparados com os resultados experimentais. Os resultados experimentais mostraram que o aumento do índice de retangularidade faz com que as forças cortantes se concentrem nas extremidades do pilar, o que sugere que nessa região as armaduras de combate ao puncionamento são mais solicitadas. Os estribos inclinados foram eficientes no aumento das cargas de ruptura e alteraram inclusive o modo de ruptura de algumas lajes. Observou-se ganhos de até 32% quando os estribos foram distribuídos em tomo das extremidades dos pilares. A baixa capacidade resistente à flexão limitou a resistência última.
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Análise experimental de lajes nervuradas de concreto armado com viga faixa de altura variável
(Universidade Federal do Pará, 2014-11-21) SACRAMENTO, Paulo Victor Prazeres; OLIVEIRA, Dênio Ramam Carvalho de; http://lattes.cnpq.br/1324105476558186
As lajes nervuradas têm sido largamente utilizadas nas edificações por apresentar diversas vantagens em sua execução e desempenho. A fim de se obter um bom dimensionamento deste tipo de laje é necessário garantir que os esforços sejam devidamente suportados, principalmente aqueles considerados críticos, os quais podem levar a estrutura ao colapso de forma brusca, como é o caso da punção que geralmente ocorre na ligação laje-pilar e do cisalhamento na região das nervuras. Com o objetivo de avaliar o comportamento das lajes nervuradas em função da variação da altura da viga faixa foram fabricadas quatro lajes nervuradas de concreto armado, sendo duas unidirecionais e duas bidirecionais. A taxa de armadura de flexão foi constante em todas as lajes. Todas as lajes foram quadradas de lado 2200 mm e espessura constante igual a 150 mm. A principal variável neste trabalho foi a variação na altura da viga faixa. Esta variação teve o objetivo de avaliar como tal variação pode influenciar o comportamento das nervuras, mesmo quando o limite de espaçamento entre estas últimas for assegurado. Além disso, verificar se a punção é uma possibilidade de ruptura para este caso. As estimativas na etapa de dimensionamento foram baseadas em três diferentes normas. Estas foram ACI 318 (2008), Eurocode 2 (2004) e NBR 6118 (ABNT, 2014). Estudos realizados com lajes nervuradas têm mostrado que as estimativas das normas de projeto são conservadoras. Além disso, as previsões normativas de dimensionamento podem induzir a resultados imprecisos quanto à resistência das lajes. Os resultados experimentais desta série de ensaios foram comparados com as recomendações normativas a fim de avaliar a precisão destas três normas, no que se referem às lajes nervuradas. Foram, ainda, construídos modelos computacionais a fim de verificar qual o comportamento das lajes quanto à distribuição das tensões tanto na ligação da viga faixa-pilar como na ligação viga faixa-nervuras. Os resultados das lajes mostraram que a ligação viga faixa-nervuras deve ser tratada de forma criteriosa por conta da diferença de rigidez que existe entre a região maciça e as nervuras.
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Análise numérica de seções reforçadas de concreto armado considerando o estado inicial de tensões
(Universidade Federal do Pará, 2013-09-30) LAURINDO, Caio Felipe; SOUZA, Remo Magalhães de; http://lattes.cnpq.br/1995895693959225
O presente trabalho trata da formulação e da implementação computacional, em MATLAB®, para a análise numérica de seções reforçadas de concreto armado, submetidas à flexão composta, considerando o estado de tensões anterior ao reforço. A referida análise se dá com a geração de diagramas de interação momento fletor esforço normal por dois métodos, quais sejam: a) varredura dos domínios de deformação da NBR6118/2003; b) determinação dos picos de diagramas momento fletor – esforço normal – curvatura. Em ambos os procedimentos utiliza-se o método numérico do ponto médio na integração do cálculo dos esforços resistentes, e o método de Newton Raphson para a obtenção de raízes é usado na determinação da deformação no eixo de referência da seção, durante a determinação dos diagramas momento fletor -esforço normal - curvatura. Preliminarmente, concluiu-se que a primeira das duas metodologias aplicadas é inviável. Posteriormente, com a confirmação da eficácia da segunda metodologia, foi possível expandir o escopo do trabalho de modo a permitir a análise de seções de formatos quaisquer executadas em várias etapas, considerando o estado de tensões inicial em cada uma das etapas. A implementação computacional referente a este trabalho se baseou no programa para análise numérica de seções SECLAB, desenvolvido pelo professor Remo Magalhães de Souza.
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Avaliação dos métodos normativos para previsão da resistência à punção de lajes sem armadura de cisalhamento e com conectores de aço
(Universidade Federal do Pará, 2016-06-06) PEREIRA FILHO, Manoel José Mangabeira; FERREIRA, Maurício de Pina; http://lattes.cnpq.br/4242041552985485
Este trabalho apresenta uma avaliação das previsões normativas de várias normas para a carga última de punção em ligações laje-pilar sem armaduras de cisalhamento e armadas com conectores de aço. As normas avaliadas são o ACI 3118 (2014), Eurocode 2 (2004), AC Eurocode 2 (2010), UK NA (2004), DIN NA (2011), EHE (2008), NBR 6118 (2014), ETA 12/5404 (2012), uma adaptação ao ETA proposta por MUTTONI e BUJNAK (2012) e o fib Model Code 2010 (2011). Essas recomendações normativas são avaliadas quanto a precisão, segurança e economia através de 340 resultados de ensaios em lajes lisas sem armadura de cisalhamento e 140 resultados de lajes lisas armadas com diversos tipos de conectores de aço organizados em dois bancos de dados, sendo que todas as lajes tiveram carregamento centrado. Em ambos os bancos de dados o desempenho das recomendações foi avaliado a partir de uma análise estatística, análise da dispersão dos resultados e penalizadas segundo o “Demeter Points Classification” (DPC). Além disso, para o banco de dados com lajes sem armaduras de cisalhamento, a fim de avaliar o motivo da dispersão das previsões normativas observou-se a influência de diversos parâmetros (fc, ρ, d, u0/d) na previsão das normas para a resistência à punção. Para o banco de dados com resultados de lajes armadas com conectores, além das análises iniciais, o banco de dados foi divido em grupos de acordo com os modos de ruptura das lajes. Em todos os grupos foi realizada a avaliação das equações para cada modo de ruptura por meio de uma análise estatística, análise da dispersão dos resultados e penalização segundo o “Demeter Points Classification” (DPC). Em todos os grupos foram avaliados a influência de diversos parâmetros nas previsões.
Acesso aberto (Open Access)
Cisalhamento em elementos de concreto armado com estribos desconectados
(Universidade Federal do Pará, 2017-04-07) TAPAJÓS, Luamim Sales; FERREIRA, Maurício de Pina; http://lattes.cnpq.br/4242041552985485
A utilização de armaduras de cisalhamento pode conferir aumento de resistência e ductilidade em elementos de concreto armado. Porém, dependendo do tipo de armadura e do tipo de construção e solicitação da mesma, pode ocorrer conflito entre as barras longitudinais e transversais. Para solucionar esse problema, alguns pesquisadores recorreram ao uso de armaduras de cisalhamento internas, ou seja, que são posicionadas entre as barras de flexão. Além de evitar o conflito com a armadura longitudinal, a utilização desse tipo de armadura ainda pode aumentar a produtividade na obra, tanto pela montagem, quanto pela produção, pois esse tipo de armadura pode ser pré-fabricada. Contudo, a utilização de armaduras internas de cisalhamento ainda é limitada pela falta de recomendações normativas amparando esse uso, bem como ainda existem poucos estudos experimentais acerca do tema. Diante disso, esse trabalho apresenta um tipo de armadura interna de cisalhamento, testada em um programa experimental e comparada com outros tipos de armadura. No total, o programa experimental envolveu o ensaio de 9 vigas faixa de concreto armado, onde as principais variáveis foram o tipo e taxa de armadura. Além dos ensaios nas vigas, ainda foram realizados ensaios em espécimes reduzidos, pelo método de push-off. Como resultados, são apresentados gráficos de deslocamentos, deformações nas armaduras de flexão e cisalhamento e no concreto, mapas de fissuração, superfícies e modo de ruptura, bem como foram comparadas as cargas últimas observadas nos ensaios com as cargas teóricas estimadas por diferentes recomendações normativas. Como principais conclusões, verificou-se que os estribos desconectados podem apresentar o mesmo desempenho que armaduras transversais com ancoragem externa, bem como a utilização de uma armadura complementar ao estribo W pode aumentar a resistência ao cisalhamento de uma viga de concreto armado e evitar a delaminação.
Acesso aberto (Open Access)
Desenvolvimento de um software com interface gráfica para análise e verificação de pontes ferroviárias em concreto armado
(Universidade Federal do Pará, 2010-03-05) QUEIROZ, Rafael Leite de; SOUZA, Remo Magalhães de; http://lattes.cnpq.br/1995895693959225
Desenvolvimento de um software com interface gráfica para análise e verificação de pontes ferroviárias em concreto armado. O trabalho aqui descrito consiste no desenvolvimento de um software que permite realizar análise estrutural, com ênfase em pontes. É dada maior atenção à análise de pontes ferroviárias e a geração automática do carregamento móvel de acordo com os veículos e trens-tipos definidos pelo usuário. O software denominado BridgeLab (Laboratório de Pontes) permite realizar análises de extrema importância no que diz respeito ao projeto e a verificação de estruturas civis. Estas análises são: análise estática, análise pseudo-dinâmica, análise modal e análise dinâmica. O código do BridgeLab foi escrito na plataforma MATLAB®, devido a algumas vantagens apresentadas pela linguagem resultando num menor tempo de programação comparado com o uso de outras linguagens. As análises realizadas pelo programa baseiam-se no método da rigidez direta e utilizam elemento finito de pórtico espacial o qual apresenta seis graus de liberdade por nó. O BridgeLab além de realizar as análises faz a verificação dos elementos estruturais a partir dos resultados de esforços obtidos em cada análise de acordo com as normas brasileiras, inclusive a verificação a danos por fadiga que é verificada também de acordo com o CEB. A verificação é feita de forma integrada através do programa SecLab (Laboratório de Seções). Após as análises a visualização os resultados, diagramas de esforços, configurações deformadas e formas modais, são feitas na própria interface do BridgeLab. A visualização das configurações deformadas da estrutura e das suas formas modais pode ser feita como modelo de barras, utilizando o eixo das barras, ou como sólidos extrudados, considerando a geometria da seção transversal dos elementos.
Acesso aberto (Open Access)
Dimensionamento de armaduras longitudinais sujeitas à fadiga em vigas de pontes ferroviárias de concreto armado
(Universidade Federal do Pará, 2014-02-27) LEAL, Anderson Couto; VELOSO, Luís Augusto Conte Mendes; http://lattes.cnpq.br/9476653308517248
As pontes ferroviárias de concreto armado estão sujeitas às ações dinâmicas variáveis devido ao tráfego de veículos. Estas ações podem resultar no fenômeno de fadiga do aço e do concreto dessas estruturas. No dimensionamento de estruturas de concreto armado sujeitas à carregamento cíclico, de modo geral, a fadiga é considerada simplificadamente, por meio de um coeficiente kf, denominado coeficiente de fadiga. Esse coeficiente majora a área de aço inicialmente calculada para atender ao Estado Limite Último (ELU), com a finalidade de limitar, em serviço, as variações de tensões no aço de modo a garantir uma vida útil de no mínimo 2.000.000 de ciclos. O presente trabalho apresenta melhorias nas hipóteses utilizadas pelo coeficiente de fadiga kf, permitindo o dimensionamento de armaduras longitudinais sujeitas à fadiga, para números de ciclos superiores a 2 milhões, que é o valor proposto pelo EB-3/67, e também de forma a atender a vida útil à fadiga especificada em projeto. Neste caso, foi necessário propor um método simplificado para a estimativa do número de ciclos operacionais, a partir de um ciclo padrão obtido pela máxima variação de momentos fletores provocados pelo trem tipo carregado. O estudo foi desenvolvido tomando-se como protótipo um viaduto ferroviário isostático em concreto armado da Estrada de Ferro Carajás (EFC). Os trens-tipo utilizados foram os quais operam atualmente na EFC, que correspondem ao trem de minério Carregado e Descarregado. Para determinação dos esforços solicitantes na estrutura foi elaborado um modelo numérico no programa SAP 2000. A vida útil à fadiga das armaduras longitudinais foram determinadas a partir da regra de dano de Miner e das curvas S-N da NBR 6118. A metodologia proposta neste trabalho permitiu o dimensionamento nas armaduras longitudinais à fadiga satisfatoriamente em relação à vida útil especificada no projeto, sendo que as vidas úteis que tiveram maior divergência em relação ao valor estipulado foram as de 300 e 400 anos.
Acesso aberto (Open Access)
Eficácia da ABNT NBR 6118 (2014) na previsão da carga última de pilares curtos/esbeltos em concreto armado sujeito à flexão composta normal.
(Universidade Federal do Pará, 2019-11-27) LEITE, Jonas dos Santos; MORAES NETO, Bernardo Nunes de; http://lattes.cnpq.br/5790058515094077
Propalar a teoria de pilares curtos/esbeltos em concreto armado (CA) sujeitos à flexão composta normal foi um dos objetivos dessa pesquisa, dada a quase inexistência de informação na literatura técnica/científica nacional. Outrossim, avaliar a credibilidade da proposta da ABNT NBR 6118 (2014) no que tange à estimativa da resistência desse tipo de pilar também figurou um desígnio da investigação. Consequentemente, os métodos simplificados, assim como o refinado, dessa recomendação de projeto foram apresentados, esclarecidos e ajuizados quanto à precisão e segurança das suas estimativas. Os métodos do pilar-padrão com curvatura aproximada (método CA) e rigidez aproximada (método RA) figuraram as propostas simplificadas. A propositura cinzelada explorou a teoria de pilar em um contexto mais amplo/racional, onde o conceito de diagrama de interação do pilar foi manuseado juntamente com modo de aplicação da flexão composta normal, ou seja, a partir de relações carga-momento (P-M) linear (L) e não linear (NL, não linearidade geométrica). Nessa conjuntura, um banco de dados (BD) foi coletado da literatura, 17 pesquisas, totalizando 320 pilares, os quais viabilizaram explorar a eficácia das estimativas. Na presente metodologia de análise, o parâmetro ξ = Pexp/Pteo caracterizou o indicador de desempenho, sendo, então, explorando segundo os preceitos da estatística descritiva (Pexp = carga última experimental/BD e Pteo = carga última teórica/estimada). Alcançada a cessação do estudo, os resultados apontaram que tanto a proposta aprimorada, como também as simplificadas, ambas estimaram acertadamente a resistência dos pilares do BD. Ainda assim, vale frisar que a proposta P- M (L) foi contraproducente na verificação da resistência dos pilares com índice de esbeltez maior que 35.
Acesso aberto (Open Access)
Influência do espaçamento das armaduras de cisalhamento na resistência à punção de lajes lisas com estribos treliçados pré-fabricados
(Universidade Federal do Pará, 2022-12-27) COSTA, Denilda Silva; FERREIRA, Maurício de Pina; http://lattes.cnpq.br/4242041552985485; https://orcid.org/0000-0001-8905-9479
A verificação ao cisalhamento na ligação laje-pilar das lajes lisas em concreto armado é o ponto crítico do dimensionamento no estado limite último. A ruptura por punção é ruptura brusca e frágil devido às tensões cisalhantes na região de ligação entre a laje e o pilar, a melhor opção para o controle da ruptura por punção em lajes lisas é a utilização de armaduras de cisalhamento. As recomendações normativas nacionais e internacionais sugerem a utilização de armaduras de cisalhamento que envolvam as armaduras de flexão de forma que seja garantida a sua ancoragem. Entretanto, este modelo dificulta o processo executivo, sendo necessário ajustes entre as armaduras de flexão e cisalhamento no canteiro de obras. Esta pesquisa tem como objetivo apresentar uma solução técnica e construtiva para o problema da resistência à punção em lajes lisas na ligação laje-pilar através da utilização das armaduras de cisalhamento proposta por Ferreira et al. (2016), estribos treliça dos pré-fabricados, variando os valores das taxas de armadura de cisalhamento e o espaçamento entre as camadas das armaduras. Posicionadas entre as armaduras de flexão superior e inferior elas possibilitam rapidez na execução e economia de mão de obra, pois é dobrada industrialmente e posicionada no local da obra, garante a altura útil da laje e elimina as interferências entre as armaduras de cisalhamento e de flexão. Para obtenção dos resultados e análise do desempenho foram realizados ensaios em 5 lajes lisas de concreto armado, uma das lajes foi armada com taxa de armadura de flexão ρ 2,0%, e as demais com ρ 1%, a taxa de armadura de cisalhamento (ρw) variou entre 0,49% a 0,99%. As lajes foram instrumentadas para se obter os deslocamentos verticais, as deformações no concreto e nas armaduras de flexão, cisalhamento e complementares. As lajes foram dimensionadas para que a ruptura ocorresse por punção dentro da região das armaduras de cisalhamento seguindo as recomendações normativas de cálculo da NBR 6118 (ABNT, 2014), ACI 318 (2019), Eurocode2 (2014), fib Model Code 2010 (2013) e o relatório técnico EOTA (2017). A partir da análise dos resultados concluiu-se que as todas as lajes romperam por punção, as lajes armadas com estribos treliça dos pré-fabricados apresentaram ganho de resistência de 73% para a laje SW3 quando comparada com a laje de referência (S0) de Freitas (2018) e de 55%, 58%, 45% e 50% para as lajes SW4, SW5, SW6 e SW7, respectivamente quando comparadas com as previsões da NBR 6118 (ABNT, 2014). As lajes com armaduras posicionadas até 1,125d da face do pilar apresentaram maiores valores de acréscimo de resistência e valores de resistência última similares às das lajes com espaçamento constante mesmo com redução da quantidade total do aço em até 95,2% do seu peso.
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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/1324105476558186
O 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.
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/1324105476558186
Visando 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.