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Resumo

Este artigo discute a evolução da arte da engenharia de estruturas examinando exemplos de estruturas elegantes do tempo do Império Romano até o presente. A evolução dos procedimentos de projeto usados por engenheiros de estruturas é também discutida. O artigo conclui discutindo alguns aspectos do projeto de estruturas de concreto atualmente de interesse.

Palavras Chave: engenharia de estruturas, estruturas de concreto, procedimentos de projeto

Abstract

Coupled analysis of mass transport and damage mechanics associated with steel corrosion and ASR is presented for structural performance assessment of reinforced concrete. Multi-scale modeling of micro-pore formation and transport phenomena of moisture and ions are mutually linked for predicting the corrosion of reinforcement and volumetric changes. The interaction of crack propagation with corroded gel migration is simulated. Two computer codes for multichemo physical simulation (DuCOM) and nonlinear dynamic mechanics of structural concrete (COM3) were combined.
This computational system was verified by the laboratory scale experiments of damaged reinforced concrete members under static loads, and has been applied to safety and serviceability assessment of existing bridges. The coupled system is extended to soil foundation-underground water-reinforced concrete interaction of mechanics and mass transport.

Keywords: multi-chemo physics, corrosion, cracking, mass transport, performance assessment, fatigue, soil foundation

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Resumo

Análise acoplada de transporte de massa e mecânica do dano associados com a corrosão do aço e RAS é apresentada para a avaliação do desempenho estrutural do concreto armado. Modelagem multi-escala da formação de micro-poros e fenômenos de transporte de umidade e íons são mutuamente interligados para prever a corrosão de armadura e mudanças de volume. A interação de propagação de fissuras com a migração de gel de corrosão é simulada. Dois códigos computacionais para a simulação multi-químico fisica (DuCOM) e dinâmica não-linear do concreto estrutural (COM3) foram combinados. Esse sistema computacional foi verificado por experimentos em escala laboratorial de elementos de concreto armado danificada sob cargas estáticas, e tem sido aplicado a segurança e avaliação em serviço de pontes existentes. O sistema acoplado é estendido à interação do comportamento mecânico e transporte de massa de fundação em solo, água subterrânea e concreto armado.


Palavras Chave: multi-químico física, corrosão, fissuração, transporte de massa, avaliação de desempenho, fundação
em solo

Abstract

This paper aims at the classification of pile caps in thick or thin, proposingStrut-and-Tie Method and Beam Theory as rational solutions for the design. Some results obtained by using nonlinear analysis to investigate thick four-pile caps with different reinforcement arrangements are also presented. Finally, this paper shows the potentialities of the Finite Element Method and the smeared crack model to investigate three-dimensional fracture problems in structural concrete.

Keywords: Pile Caps, Strut-And-Tie Method, Finite Element Method, Nonlinear Analysis and Smeared Crack Model.

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Resumo

O presente trabalho tem por objetivo discutir a classificação dos blocos em rígidos ou flexíveis, propondo o Método das Bielas e o Modelo de Viga como soluções viáveis para o problema de dimensionamento. São apresentados os resultados de análises não-lineares, efetuadas para blocos rígidos sobre quatro estacas com diferentes disposições para as armaduras principais, com o objetivo de apresentar as potencialidades do Método dos Elementos Finitos e dos modelos de fissuração distribuída em problemas de fraturamento tridimensionais.

Palavras Chave: Blocos de Fundação, Método das Bielas, Método dos Elementos Finitos, Análise Não-Linear e Fissuração
Distribuída.

Abstract

Criteria and methodology for the design of concrete membrane elements with orthogonal reinforcement are presented. It is assumed that the internal forces (nSdx; nSdy, vSd) are determined from an elastic linear structural analysis. The theoretical fundamentals for reinforcement calculation and concrete crushing evaluation are reviewed. Also, the state of strain is evaluated, and it is proposed a procedure to estimate crack widths. Elastic linear structural analysis of shell elements, on the other hand, makes it possible to identify eight stress resultants: membrane (nSdx; nSdy, vSd), flexural (mSdx, mSdy, mSdxy) and transverse shear (vx, vy) forces. The three layer model proposed by CEB [1] provides a resistant mechanism for the design of elements with reinforcement consisting of a mesh of orthogonal bars. Procedures for reinforcement dimensioning and detailing are presented, considering the different layers capacities, the iterative process and the allowable simplifications.
The computational procedure proposed by Lourenço & Figueiras [2] is implemented and critically reviewed.

Keywords: reinforced concrete, design, membranes, plates, shells.

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Resumo

Neste trabalho são apresentados procedimentos para o dimensionamento de elementos de membrana com armaduras em
malha ortogonal, dados os esforços solicitantes (nSdx; nSdy, vSd) provenientes de análise estrutural elástica-linear. É feita uma
revisão dos fundamentos teóricos que orientam a determinação das armaduras necessárias e a verificação do concreto. O
problema das deformações e da fissuração em elementos de membrana é abordado, sendo proposto um procedimento para a
estimativa da abertura de fissuras. A análise estrutural elástica-linear de elementos de casca, por sua vez, permite a obtenção
de oito resultantes de tensões: solicitações de membrana (nSdx; nSdy, vSd), e de placa (mSdx, mSdy, mSdxy) , além de solicitações de cisalhamento transversal (vx, vy). O modelo de três camadas proposto pelo CEB [1] fornece um mecanismo resistente para o
dimensionamento desses elementos com armadura em malha ortogonal. Procedimentos para orientar o dimensionamento e o
detalhamento das armaduras baseados nesse modelo são apresentados, com o estudo das capacidades das diferentes camadas,
dos diferentes braços de alavanca das forças internas, do processo iterativo e de simplificações possíveis.. O procedimento
computacional para automatização do cálculo proposto por Lourenço & Figueiras [2] é implementado e avaliado.

Palavras Chave: concreto armado, dimensionamento, chapas, placas, cascas.ção Distribuída.

Abstract

The estimates of the current version of the Brazilian code, NBR 6118:2003, and its previous version, NBR 6118:1978, are analysed. The Brazilian code NBR 6118:2003 considers no flexural effects on punching resistance of the slabs, which are higher for elongated columns. For these columns, the punching failure takes place around the column’s ends. The intensity and distribution of the shear stresses depends on the configuration of the columns in the slab, and the flexural factors consider these variables. In addition a numerical analysis (F.E.M.) of a pattern floor of a building built in Belém, modelled with flat slabs and rectangular columns with maximum relation between its sides equal to 4 is presented.
The results showed that the flexural factors improved the NBR 6118:2003 estimates and its results’ trend. The NBR 6118:1978 code tends to underestimate the results.

Keywords: reinforced concrete, flat slab, punching, rectangular column.

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Resumo

São analisadas as estimativas de resistência de acordo com a versão atual da norma brasileira, a NBR 6118:2003, e sua antecessora, a NBR 6118:1978. A NBR 6118:2003 não considera os efeitos da flexão na resistência à punção das lajes, que são mais significativos para pilares alongados. Para esses pilares a ruína por punção tem início em torno de suas extremidades. A intensidade e a distribuição dos esforços solicitantes dependem da configuração dos pilares na laje, e os fatores “l” de flexão consideram tais variáveis. São apresentados os resultados de uma análise numérica (M.E.F.) do pavimento tipo de um edifício construído na cidade de Belém, modelado com lajes lisas e pilares retangulares com relação máxima entre os lados de 4. Os fatores de flexão melhoraram as estimativas da NBR 6118:2003 e a tendência de seus resultados. A NBR 6118:1978 mostrouse
conservadora.

Palavras Chave: concreto armado, laje lisa, punção, pilar retangular.