The creep of concrete promotes strains over time in structural members kept under sustained load. It causes the stress decrease on the concrete and the steel stress increase in reinforced concrete members. The moisture content and temperature influence significantly such phenomenon. The creep strains model of the NBR 6118/2014 [1] is, applicable, solely, to those cases of constant stress magnitudes. Reinforced concrete members exhibit variations on the stress magnitudes and, in this way, requires the use of an alternative model for the prediction of the creep strains as the so known the State Model. This report refers itself to temperature influence analysis upon creep strains of reinforced concrete structural members. The results have revealed that temperature speeds up the creep effects and, in this way, the steel yielding caused by the stress increase on the reinforcement bars occurs at earlier ages.

Keywords: reinforced concrete, thin-walled column, creep, modelling, temperature.

A Fluência do concreto promove deformações com o tempo em membros estruturais mantidos carregados permanentemente. Ela causa a redução das tensões no concreto e o aumento das tensões no aço em membros de concreto armado. A umidade e a temperatura influenciam significativamente a Fluência. O modelo de deformações por Fluência da NBR 6118/2014 [1] é, aplicável, apenas, aos casos de tensões constantes. Em membros de concreto armado as tensões variam exigindo o uso de modelo alternativo de cálculo de suas deformações a exemplo do modelo de estado. Este relato refere-se à análise da influência da temperatura na Fluência de membros estruturais de concreto armado. Os resultados revelaram que a temperatura acelera os efeitos de fluência e, assim, o escoamento do aço mediante o aumento de tensões nas barras da armadura ocorre precocemente.

Palavras-chave: concreto armado, pilares parede, fluência, modelagem, temperatura.

The objective of this research is to create a software to optimize choice variables adopted by an engineer in a structural system with steel-concrete composite beams and steel decks, such as: beam shape, composite slab sheeting, number and spacing of beams, slab thickness and interaction ratio between beam and slab. To accomplish this, a program that uses the Genetic Algorithm optimization tool provided by Matlab R2015a was developed. To meet safety requirements, restrictions on the Ultimate Limit State were implemented in the code, following the normative requirements of ABNT NBR 8800: 2008. Case studies of a problem found in the literature and another of a real structure, are presented to serve as references for software evaluation. Results indicate that the use of optimization processes is fundamental to design increasingly cost-effective structures.

Keywords: optimization, genetic algorithm, composite beam, composite slab.

O objetivo deste trabalho é apresentar uma formulação computacional que otimize as variáveis de escolha a serem adotadas pelo engenheiro em um projeto de viga mista metálica com steel deck. Para esse fim foi utilizado o programa Matlab R2015a que possui uma ferramenta de otimização que utiliza o AG. Para atender os requisitos de segurança, restrições considerando o ELU são consideradas no código do programa elaborado, seguindo as prescrições normativas da ABNT NBR 8800:2008. Estudos de casos de um problema encontrado na literatura e de uma estrutura real, uma laje de sala de aula em um edifício de dois pavimentos, são apresentados a fim de servirem de referência para aferição e avaliação do programa. Os resultados permitem concluir que a utilização de processos de otimização é fundamental para obtenção de projetos cada vez mais economicamente vantajosos.

Palavras-chave: otimização, algoritmo genético, viga mista, laje mista.

Abstract

This paper deals with a fundamental issue for tall buildings safety: the structural analysis of reinforced concrete shear-walls that resist lateral loads. For two shear walls (simple planar and U-shaped), the results determined according to the Brazilian design code approximate procedure (NBR-6118:2014) and the grid method (CAD/TQS), presented in the literature, are compared with material and geometrically nonlinear finite shell element analysis (NL-FEA), performed by the software VecTor 4, based on the modified compression field theory (MCFT). In both cases NL-FEA analyses, besides the large computational cost, it was observed the significant influence of stress redistribution, and the Saint-Venant’s principle, on the vertical normal stresses, and the consequent smoothing of the second order localized effects on the shear walls.

Keywords: shear walls, reinforced concrete, finite element, nonlinear analysis.

O presente artigo trata de um tema fundamental para a segurança de edificações de altura elevada: a adequada avaliação do comportamento dos pilares-parede de concreto armado, que compõem a estrutura de contraventamento da construção. Para dois pilares-parede (simples e seção U), os resultados obtidos segundo o método simplificado (NBR-6118:2014) e o método da malha de barras (CAD/TQS), presentes na literatura, são comparados com análises não-lineares (física e geométrica) com elementos finitos de casca (MEF-NL), realizadas no software VecTor 4, o qual é baseado na teoria do campo de compressão modificada. Com isso, nos dois casos, nas análises via MEF-NL, além do considerável custo computacional, foi possível notar a significativa influência do efeito da redistribuição dos esforços, e do princípio de Saint-Venant, nas tensões normais verticais, o que contribuiu para a atenuação dos efeitos localizados de 2ª ordem nos pilares-parede, em relação ao observado na literatura.

Palavras-chave: pilares-parede, concreto armado, elementos finitos, análise não-linear.

Abstract

The present research aims at evaluating the physical, chemical and synergistic effects of substitution 25% cement in mass by limestone filler (LF), fly ash (FA) and rice husk ash (RHA), in similarity of physical condition (near grain size curves), and to compare the different binary and ternary mixtures of concrete after 28 days of wet curing, keeping the ratio water/cement (w/c) constant. The concrete samples were characterized in relation to the axial compressive strength and their microstructure using TG/DTA and MEV/EDS techniques. The CCA in the binary mixture was the one that obtained bigger compressive strength among the investigated mixtures, but when combined with a less reactive mineral addition in ternary mixtures, an overlap of chemical and physical effects occurred which resulted in better resistance and higher C-S-H formation in the hardened cement paste.

Keywords: synergistic effect, limestone filler, fly ash, rice husk ash, concrete.

A presente investigação tem o propósito de avaliar os efeitos físicos, químicos e sinérgicos da substituição de 25% de cimento em massa por fíler calcário (FC), cinza volante (CV) e cinza de casca de arroz (CCA), em similaridade de condição física (curvas granulométricas próximas), e comparar as diferentes misturas binárias e ternárias de concreto após 28 e 91 dias de cura úmida, mantendo-se constante a relação água/aglomerante (ag/agl.). As amostras de concreto foram caracterizadas em relação à resistência à compressão axial e quanto à sua microestrutura com uso de técnicas de TG/DTA e MEV/EDS. Os resultados indicam que uma adição mineral mais reativa como a CCA quando aliada à uma adição mineral menos reativa em uma mistura ternária, proporciona uma sobreposição de efeitos químicos e físicos que se traduz em melhores resistências e maior formação de C-S-H na pasta de cimento endurecido.

Palavras-chave: efeito sinérgico, fíler calcário, cinza volante, cinza de casca de arroz, concreto.

Abstract

Concrete with recycled aggregate is a fragile material under tensile stresses. However, like conventional concrete, it is possible that its contribution is relevant in the design of reinforced concrete elements under tension or bending, even after cracking. The objective of this work is to evaluate the application of the analytical models used to predict the effect of tension stiffening on recycled reinforced concrete. Tests of reinforced concrete under tensile were performed using conventional concrete and concrete containing 25% and 50% replacement of the natural aggregate with recycled aggregate. From the experimental results of reinforced concrete, the contribution of the concrete was isolated and a parametric study was carried out to identify which analytical model in the literature may be more appropriate. The models proposed by Carreira and Chu (1986), Vecchio and Collins (1986) and Hsu and Mo (2010) were evaluated. A numerical analysis, based on the finite element method, was implemented to model the mechanical behavior of the reinforced concrete under tensile using the analytical models already adjusted to concrete with recycled aggregate. The stress distribution in steel and concrete and the cracking mode were evaluated numerically. The results indicate that the parameters used in the analytical models for conventional concrete cannot predict the behavior of concrete with recycled aggregate and need to be modified to obtain a more accurate answer.

Keywords: tension stiffening, damage, plasticity, finite elements.

O concreto com agregado reciclado é um material frágil sob tensões de tração, no entanto, assim como o concreto convencional, é possível que, mesmo após sua fissuração, a sua contribuição seja relevante no dimensionamento de elementos de concreto armado sob tração ou flexão. O objetivo deste trabalho é avaliar a aplicação dos modelos analíticos usados na previsão do efeito do enrijecimento a tração (tension stiffening) ao concreto armado reciclado. Ensaios de tirantes de concreto armado foram realizados utilizando concreto convencional e concreto contendo 25% e 50% de substituição do agregado natural por agregado reciclado. A partir dos resultados experimentais, a contribuição do concreto foi isolada e um estudo paramétrico foi realizado para identificar qual modelo analítico existente na literatura pode ser mais apropriado. Foram avaliados os modelos propostos por Carreira e Chu (1986), Vecchio e Collins (1986) e Hsu e Mo (2010). Uma análise numérica baseada no método dos elementos finitos foi implementada para modelar o comportamento mecânico do tirante de concreto armado utilizando os modelos analíticos já ajustados ao concreto com agregado reciclado. A distribuição de tensões no aço e no concreto e o modo de fissuração foram avaliados numericamente. Os resultados indicam que os parâmetros utilizados nos modelos analíticos para concreto convencional não conseguem prever o comportamento do concreto com agregado reciclado e precisam ser modificados para se obter uma resposta mais precisa.

Palavras-chave: tirante de concreto armado, modelo de dano, plasticidade, método dos elementos finitos.

Abstract

The study of shallow tunnels introduces different aspects when compared to deep tunnels analysis. Among these characteristics can be emphasized the non-uniform shape of the deformed cross-section and the impossibility of some simplifications such as the consideration of homogeneous stresses around the excavation. Since the tunnel lining is subject to combined bending and compression, shallow tunnels are more susceptible to the development of final tensile stresses (not founded in deep tunnels) and the consequent concrete cracking. This paper presents a numerical simulation in finite elements with the ANSYS software. The purpose of the study is to analyze the cracking influence in the displacements of shallow tunnels, treating the concrete behavior by three different models: elastic, viscoelastic and viscoelastic with cracking effects.

Keywords: shallow tunnels, cracking, finite element method, concrete, viscoelasticity.

O estudo de túneis superficiais apresenta peculiaridades se comparado à análise de túneis profundos. Dentre estes aspectos, pode-se enfatizar o formato não uniforme da seção deformada e a impossibilidade de adotar algumas simplificações, como a consideração de tensões uniformes ao redor da escavação. Uma vez que o revestimento do túnel está sujeito à flexo-compressão, túneis superficiais são mais suscetíveis ao desenvolvimento de tensões finais de tração (não encontradas em túneis profundos) e a consequente fissuração do concreto. Este artigo apresenta uma simulação numérica pelo método dos elementos finitos, realizada com o software ANSYS. O estudo tem o objetivo de analisar a influência da fissuração nos deslocamentos de túneis superficiais, ao tratar o comportamento do concreto por meio de três diferentes modelos: elástico, viscoelástico e viscoelástico com fissuração.

Palavras-chave: túneis superficiais, fissuração, método dos elementos finitos, concreto, viscoelasticidade

Abstract

This work deals with parametric analyses of the structural behaviour of steel-fiber-reinforced concrete using a Damage Constitutive Model and homogenization technique. This approach is contemporary once Brazil has not a standard procedure for the design of this type of material. The present study performs a parametric analysis of rectangular beams subjected to flexion at four points, with height variations (h), reinforcement area (As) and span (L) are used to verify the influence of each parameter on the numerical study of the deformability of beams composed by this material. Fiber volume concentrations of 2.00% and 2.50% have been used on the modelling. It is observed that the obtained results were mainly affected by height and span. It is noticeable that the inclusion of steel fibers leads to an increase in the maximum load and ductility of the analyzed beams in this work.

Keywords: steel-fiber-reinforced concrete, damage mechanics, non-linear analysis, parametric analysis.

Este trabalho aborda uma análise numérica paramétrica do comportamento estrutural do concreto armado reforçado com fibras metálicas utilizando um modelo constitutivo de Mecânica do Dano e técnica de homogeneização. Essa abordagem ainda é recente, visto que o Brasil não possui nenhuma normatização em relação ao procedimento de cálculo desse tipo de material. O presente estudo realiza uma análise paramétrica de vigas de seção retangular submetidas à flexão em quatro pontos com variações de altura (h), área de aço (As) e o vão (L) de forma a verificar a influência de cada parâmetro no estudo numérico da deformabilidade de vigas compostas por esse material. Foram utilizados percentuais de 2,00% e 2,50% de fibras metálicas na modelagem. Observa-se que os resultados obtidos foram afetados principalmente pela altura e pelo vão da peça. Também se percebe que a inclusão de fibras proporciona aumento da carga máxima da estrutura além de promover uma boa ductilidade.

Palavras-chave: concreto reforçado com fibras de aço, mecânica do dano, análise não-linear, identificação paramétrica.

Abstract

The use of GFRP (Glass Fiber Reinforced Polymers) structural profiles in the construction sector is growing due to their attractive properties, such as high mechanical strength and durability in aggressive environments. With this, it is necessary to conduct studies that deepen the knowledge about the performance of these materials in structural applications. Therefore, this work aims to analyze the mechanical performance of reinforced concrete beams coated with GFRP profiles, in comparison to reinforced concrete beams, by analyzing groups with different spacing between transversal reinforcement. In all groups there was no change in the longitudinal reinforcement, and the D and Q groups were, respectively, made up of transverse reinforcement spaced twice and quadruple the one calculated for the reference beams, and presented the GFRP profiles in their constitution. All beams were tested at four-point bending, and strain gauges were installed in one of the beams of each group studied. The results obtained in the tests showed an increase in strength of 83.67% in the beams of group D, and 79.91% for group Q, in relation to the references. The analysis of longitudinal deformations made it possible to verify increases in stiffness and the moment of cracking in composite beams. Thus, based on this study, the composite structures studied may constitute future solutions for constructions exposed to aggressive environmental conditions, in order to increase their durability and also to contribute to the design of such structural elements with lower reinforcement rates.

Keywords: GFRP profile, composite beams, transverse reinforcement, pultrusion.

A utilização de perfis estruturais de GFRP (Glass Fiber Reinforced Polymers) no setor da construção civil vem crescendo devido as suas propriedades atrativas, como altas resistências mecânicas e a durabilidade em ambientes agressivos. Com isso, faz-se necessário a realização de estudos que aprofundem o conhecimento sobre o desempenho desses materiais em aplicações estruturais. Sendo assim o presente trabalho tem por objetivo analisar o desempenho mecânico de vigas de concreto armado revestidas com perfis de GFRP, em comparação a vigas de concreto armado, através da análise de grupos com distintos espaçamentos entre armaduras transversais. Em todos os grupos não houve alteração nas armaduras longitudinais, e os grupos D e Q eram constituídos, respectivamente, por armaduras transversais espaçadas conforme o dobro e o quadruplo do calculado para as vigas referência, e apresentavam os perfis de GFRP em sua constituição. Todas as vigas foram ensaiadas a flexão quatro pontos, e strain gauges foram instalados em uma das vigas de cada grupo estudado. Os resultados obtidos nos ensaios apresentaram um aumento de resistência de 83.67% nas vigas do grupo D, e de 79.91% para o grupo Q, em relação as referências. A análise de deformações longitudinais possibilitou verificar aumentos de rigidez e o momento de fissuração nas vigas mistas. Sendo assim, com base nesse estudo, as estruturas mistas estudadas podem constituir futuras soluções para construções expostas a condições ambientais agressivas, com o intuito de aumentar a sua durabilidade e, também, contribuir para o dimensionamento de tais elementos estruturais com menores taxas de armadura.

Palavras-chave: Perfil de GFRP, vigas mistas, armaduras transversais, pultrusão.

Abstract

In recent years a vibration control technique, called structural coupling, has been studied. This technique consists on linking two neighboring buildings, through a coupling device, with the purpose of reducing dynamic response. It is possible to control both structures response simultaneously, which is precisely the attractiveness of this technique. Given the potential of the structural coupling technique, this work evaluates numerically and experimentally the performance of the structural coupling technique in simple plane frames when subjected to an oscillatory movement in at base caused by a shaking table, designed and built in the Structure Laboratory of University of Brasilia. Initially, the model numerical dynamic responses, without and with coupling, were obtained. Then, experimentally, the plane frames were fixed to the shaking table and subjected to a base movement uncoupled and coupled in order to obtain the acceleration registers and its frequency spectra. Finally, numerical and experimental frequency spectra were compared. The results obtained showed the efficiency of the control method through coupling, which depends mainly on the mechanical properties of adjacent buildings and connecting devices.

Keywords: seismic analysis, structural dynamics, structural control, coupled building.

Nos últimos anos têm sido implementada uma técnica de controle de vibrações chamada de acoplamento estrutural. Essa técnica consiste em ligar duas edificações vizinhas por meio de um dispositivo de acoplamento, com o objetivo de diminuir os efeitos dinâmicos em função das propriedades mecânicas de cada estrutura. Ao fazê-lo, em princípio, é possível controlar a resposta de ambas as estruturas simultaneamente, o que é precisamente a atratividade da técnica. Dado o seu potencial, este trabalho tem como objetivo avaliar numérica e experimentalmente a eficácia dela utilizando pórticos planos simples quando submetidos a um movimento oscilatório na base provocado por uma mesa vibratória, projetada e construída no Laboratório de Estruturas da Universidade de Brasília. Inicialmente, foram calculadas as respostas dinâmicas numéricas dos modelos com e sem acoplamento. Em seguida, experimentalmente, os pórticos planos foram fixados na mesa vibratória e foram submetidos a um movimento na base quando desacoplados e acoplados a fim de obter os registros de acelerações e assim obter seus espectros de frequência. Finalmente, foram comparados os espectros obtidos experimentalmente com os obtidos numericamente. Os resultados apresentados mostraram a eficiência do método de controle por meio do acoplamento, a qual foi afetada principalmente pelas propriedades mecânicas dos edifícios adjacentes e dos elementos de conexão.

Palavras-chave: análise sísmica, dinâmica estrutural, controle estrutural, acoplamento estrutural.

Abstract

The present work aims to compare the structural behavior of steel-concrete composite-section beams for three types of shear connectors made of U hot rolled section and cold-formed sections of U and L. Experimental tests were performed with the three types of connectors associated with I section laminated steel beams and reinforced concrete slabs. For each type of connector, three push-out tests were performed, as well as six simple supported beam tests to evaluate the positive bending moment region. The results indicated that the direct shear behavior among the different types of connectors presents significant differences, however they do not significantly influence the average flexural strength of the composite beams. These, however, present considerable differences in deflections and deformations due to the stiffness differences of the connectors.

Keywords: push-out test, shear connectors, composite beans of steel and concrete.

O presente trabalho tem como objetivo comparar o comportamento estrutural de vigas com seção mista de aço-concreto, para três tipos de conectores de cisalhamento, confeccionados em perfil laminado de seção U e em perfis metálicos formados a frio de seções U e L. Para tal, foram realizados ensaios experimentais com os três tipos de conectores associados a vigas metálicas em perfil laminado de seção I e lajes de concreto armado maciças. Para cada tipo de conector foram realizados três ensaios de cisalhamento direto, além de dois ensaios em vigas mistas simplesmente apoiadas para avaliação da região de flexão simples. Os resultados obtidos indicaram que o comportamento ao cisalhamento direto dos conectores apresenta diferenças expressivas a depender do modelo adotado, entretanto, não influenciam significativamente na capacidade resistente média à flexão das vigas mistas. Estas, contudo, apresentam diferenças consideráveis de deslocamento vertical e deformações em virtude das diferenças de rigidez dos conectores.

Palavras-chave: ensaio de cisalhamento, conectores de cisalhamento, vigas mistas aço-concreto.

Abstract

The high demand for concrete has triggered studies on the mitigation of Portland cement production impacts, such as greenhouse gas emissions and energy demands, in addition to enabling cost reduction. Partial replacement of cement with other materials has been employed as an alternative to minimize the damage caused by the cement industry. In this regard, it is necessary to use materials that efficiently replace cement clinker. This study uses waste generated from the production of metallic magnesium as a partial replacement for Portland cement. The substitution is aimed at reducing the amount of clinker used, as its production necessitates high energy consumption and results in emission of large quantities of CO2 into the atmosphere. The tailings were characterized via X-ray fluorescence (XRF), X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), and granulometric analysis. For evaluating the mechanical behavior and porosity, 25% of the cement (by mass) was replaced with tailings, and the resulting composite was molded into cylindrical specimens. After curing for 28 and 91 days, all specimens underwent compression testing. The results of the physical characterization showed that more than 65% of the tailing grain was lesser than 45 μm in size, which contributes to the packaging effect. In terms of the chemical and mineralogical composition, the tailing had high levels of calcium, and the predominant phases could be identified. The compressive strength of the mortar with substitution was higher than 40 MPa. The convergence observed between the results of the different characterization techniques demonstrates the efficiency of using the waste as a supplementary cementitious material.

Keywords: cementitious composite, industrial reject, mechanical behavior, filler effect.

A alta demanda por concreto faz com que estudos sejam desenvolvidos para amenizar os impactos causados pela produção do cimento Portland, como emissões de gases do efeito estufa e demanda energética, além de viabilizar a redução de custos. A utilização de materiais em substituição parcial do cimento vem sendo empregada como alternativa para minimizar os danos causados pela indústria do cimento. Nesse escopo, se faz necessário utilizar materiais que consigam substituir de maneira eficiente o clínquer de cimento. O presente trabalho utilizou o rejeito resultante da produção de magnésio metálico como substituição parcial do cimento Portland. A substituição visa diminuir a quantidade de clínquer utilizada, tendo em vista que sua produção requer um elevado consumo de energia e emite grandes quantidades de CO2 na atmosfera. A caracterização do rejeito foi feita por meio de fluorescência de raios X (FRX), difração de raios X (DRX), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e análise granulométrica. Com intuito de avaliar o comportamento mecânico e a porosidade, a dosagem do compósito resultante foi realizada com substituição parcial do cimento pelo rejeito no teor de 25% em massa, e foram moldados corpos de prova cilíndricos. Após a cura de 28 e 91 dias, todos os corpos de prova foram ensaiados à compressão. Os resultados da caracterização física mostraram que mais de 65% dos grãos do rejeito são menores que 45 μm, o que contribui para o efeito de empacotamento. Quanto à composição química e mineralógica, o rejeito possui altos teores de cálcio e foi possível identificar as fases predominantes. A resistência mecânica à compressão da argamassa com substituição apresentou valores superiores a 40 MPa. A convergência entre os resultados de diferentes técnicas de caracterização evidencia a eficiência do rejeito para uso como material cimentício suplementar.

Palavras-chave: compósito cimentício, rejeito industrial, comportamento mecânico, efeito filer.

Abstract

Reinforced concrete pile caps may be designed trough plastic models (strut and tie model) or models based on bending theory. The formulae available for verifying the stress is based on caps supported on concrete piles, with few studies about the stress distribution on caps supported on steel piles. To analyze the structural behavior of caps supported on steel piles, as well as the stress on the superior and inferior nodal zones, four two-pile caps supported on steel piles were tested. The variables were the embedment length and in one of the specimens a steel plate was welded on top of both piles. It was observed that the embedment length has substantial influence on pile cap structural behavior. It was concluded that, to verify the stress on inferior nodal zone of the cap, aside from pile area, an area of concrete confined between the flaps of the pile must be considered.

Keywords: pile caps, steel piles, strut and tie model, nodal stress.

Blocos de concreto armado sobre estacas podem ser dimensionados por meio de modelos plásticos (Modelo das bielas e tirantes) ou modelos baseados na teoria da flexão. A formulação disponível para a verificação das tensões é baseada em blocos apoiados sobre estacas de concreto, sendo que existem poucos estudos abordando a distribuição de tensões em blocos sobre estacas metálicas. Com o intuito de analisar o comportamento estrutural de blocos apoiados sobre estacas metálicas e as tensões que surgem nas zonas nodais superior e inferior, foram ensaiados quatro modelos de blocos sobre duas estacas metálicas. As variáveis foram o comprimento de embutimento do perfil dentro do bloco e em um dos modelos foi soldada uma chapa de aço quadrada no topo das estacas. Observou-se que o embutimento interfere de maneira significativa no comportamento estrutural do bloco. Concluiu-se que, para a verificação das tensões na zona nodal inferior do elemento deve ser considerada, além da área da estaca, uma área de concreto confinado entre as abas do perfil.

Palavras-chave: blocos sobre estacas, estacas metálicas, modelo de bielas e tirantes, tensões nodais.

Abstract

Construction and Demolition waste (CDW) is already used in many European countries as recycled aggregates to produce concrete for structural purposes. In Brazil, its use is still restricted to concretes with no structural function. The consumption of aggregates for the production of concrete is very large, and enabling the use of recycled aggregates in the production of concrete is essential to transform the civil construction industry into a more sustainable one. This work aimed to study the parameters that affect the durability of C30 grade concrete, produced with different types of recycled aggregate. We defined four types of coarse aggregates for carrying out this work: the natural (AN), the concrete (ARCO), the cementitious materials (ARCI) and the treated cementitious materials (ARCI Treated). We adopted 30% substitution content of natural aggregate for recycled aggregates. The treatment of the ARCI aggregate consisted of the application of water and cement solution, aiming to reduce its water absorption capacity. We determine the physical and mechanical characteristics of the concrete, in addition to carrying out indirect measurement tests of durability, by determining the permeability to air, penetration and migration of chloride ions, and determination of the carbonation depth. The results indicate that the concrete using the ARCO type aggregate, produced with 100% crushed concrete, presented characteristics like the reference concrete, indicating the possibility that it can be applied to reinforced concrete structures. As for the ARCI type aggregate, it presented inferior results when compared to the concrete reference for the tests of indirect measurement of durability, however, the concrete displayed good mechanical properties. The concrete produced with the treated ARCI did not perform better than the concrete with ARCI for most of the evaluated characteristics, indicating that the proposed treatment was not adequate.

Keywords: durability, construction waste, permeability.

Os resíduos de construção civil (RCC) já são utilizados em muitos países da Europa como agregados reciclados para a produção de concreto com fins estruturais, no Brasil a sua utilização ainda é restrita a concretos sem função estrutural. O consumo de agregados para produção de concreto é muito grande, viabilizar a utilização de agregados reciclados na produção de concreto é fundamental para tornar a construção civil mais sustentável. Este trabalho teve como objetivo estudar os parâmetros que afetam a durabilidade do concreto de classe C30, produzido com diferentes tipos de agregado reciclado. Foram definidos quatro tipos de agregados graúdos para a realização deste trabalho, o natural (AN), o de concreto (ARCO), o cimentício (ARCI) e o cimentício tratado (ARCI Tratado) e foi fixado um teor de substituição do agregado natural pelos agregados reciclados de 30%. O tratamento do ARCI consistiu em aplicação de uma solução de água e cimento, visando a redução de sua capacidade absorção de água. Foram determinadas as características físicas e mecânicas dos concretos, além de ensaios de medição indireta da durabilidade, através da determinação da permeabilidade ao ar, penetração e migração de cloreto e carbonatação. Os resultados indicam que o concreto utilizando o agregado tipo ARCO, produzido com 100% de concreto britado, apresentou características similares ao concreto referência, indicando a possibilidade de ser aplicado em estruturas de concreto armado. Quanto ao ARCI, os resultados obtidos foram inferiores quando comparados ao concreto referência para os ensaios referentes a medição indireta da durabilidade, porém, o traço apresentou bom comportamento mecânico. O concreto produzido com o ARCI Tratado não apresentou melhor desempenho do que o concreto com ARCI para a maioria das características avaliadas, indicando que o tratamento proposto não foi adequado.

Palavras-chave: durabilidade, resíduo de construção, permeabilidade.

Abstract

This study addresses a numerical analysis of reinforced concrete columns in which the lengths are significantly larger than their widths with a rectangular cross section. Numerical simulations of 1,440 cases were performed, each case simulated with the single bar model, isolated bar model and mesh model, in addition, 3D model simulations were carried out. For the validation of 3D models and bar models, comparisons were made between the numerical simulation e experimental results of 24 reinforced concrete columns. Second order effects were analyzed on the vertical moment at the edge of the columns in which the lengths are significantly larger than the widths (localized second-order effects) and also the values of the horizontal moments along the cross sectional length in the mesh model. Influences of the main variables were observed influencing the behavior of the columns in which the lengths are significantly larger than their widths: the ratio between the cross sectional dimensions, the slenderness and the stresses (normal stress and bending moment around the axis of greatest inertia).

Keywords: shear walls, numerical analysis, nonlinear analysis, localized second-order effects.

Neste trabalho foi feita uma análise numérica de pilares-parede de concreto armado com seção transversal retangular. Foram feitas simulações numéricas de 1.440 casos, onde cada caso foi simulado com o modelo de barra única, com o modelo de barras isoladas e com o modelo de malha, além disso, foram feitas simulações em modelos 3D. Para a validação dos modelos 3D e modelos de barra foram feitas comparações entre as simulações e resultados experimentais de 24 pilares de concreto armado. Foram analisados os efeitos de segunda ordem no momento vertical na extremidade do pilar-parede (efeitos localizados de segunda ordem) e também os valores dos momentos horizontais ao longo do comprimento da seção transversal no modelo com malha. Após as simulações numéricas foram feitas análises dos efeitos de segunda ordem no momento fletor ao longo da altura dos pilares-parede e dos momentos fletores na direção do comprimento da seção, observando as influências das principais variáveis que determinam o comportamento dos pilares-parede a relação entre as dimensões da seção transversal, a esbelteza e os esforços solicitantes (esforço normal e momento fletor em torno do eixo de maior inércia).

Palavras-chave: pilar-parede, análise numérica, análise não linear, efeitos localizados de segunda ordem.

Abstract

This paper assesses the influence of slab continuity on the punching resistance of a realistically proportioned flat slab floor plate without shear reinforcement. The edge column punching resistance of a symmetric flat slab extending bays in each direction was assessed by means of NLFEA with TNO DIANA, MC2010 levels II, III, IV, Eurocode 2 and NBR 6118. Both Eurocode 2 and NBR 6118 are seen to give similar predictions for punching resistance, while MC2010, which is based on the Critical Shear Crack Theory and depends on how rotations are calculated and FE modelling assumptions, varies significantly with its levels of approximation with Level IV agreeing reasonably well with predictions from NLFEA. Direction for the critical rotations is shown to vary and can also be influenced by the reinforcement over the span. For EC2, NBR 6118 and MC2010 LoA II and III punching shear design are independent of span, unlike the results obtained with MC2010 LoA IV.

Keywords: punching shear, slab continuity, NBR 6118, Eurocode 2, MC2010.

Este artigo avalia a influência da continuidade na resistência à punção de uma laje lisa de concreto armado com dimensões realísticas, sem armadura de cisalhamento. O estudo da resistência à punção teve enfoque em um pilar de borda avaliado por meio de análise não linear em elementos finitos com o TNO DIANA, MC2010 níveis II, III, IV, Eurocode 2 e NBR 6118. O Eurocode 2 e a NBR 6118 apresentaram resultados similares para a resistência à punção, enquanto o MC2010, baseado na Teoria da Fissura Crítica de Cisalhamento, que depende do método de cálculo das rotações e das premissas adotadas de modelagem em elementos finitos, apresentou variações em função dos níveis de aproximação, com o nível IV concordando razoavelmente bem com os resultados provenientes da análise não linear.A direção das rotações críticas também apresentou alterações, possivelmente influenciada pela taxa de armadura ao longo do vão. Para o EC2, NBR 6118 e MC2010 LoA II e III, o dimensionamento à punção independe da continuidade da laje, contrariamente aos resultados obtidos com o nível IV do MC2010.

Palavras-chave: punção, continuidade, NBR 6118, Eurocode 2, MC2010.