In a preliminary study that aims to define the minimum shear reinforcement of flat slabs that, leading to a punching shear failure surface that crosses that reinforcement, can avoid a sudden failure, nine slabs with 1800 mm x 1800 mm x 130 mm dimensions were tested. Their main variables were the number of shear reinforcement layers of the stud type, the cross-section area of that reinforcement in each circumferential layer and the diameter of the studs. In the attempt to define the minimum punching reinforcement of the slabs, a parameter κ, equal to the total force in the transverse reinforcement inside a truncated cone bounded by the shear crack divided by the punching strength of a similar slab without shear reinforcement, was used. The values of κ of the slabs varied between 0.27 and 1.03 and the punching failure surface crossed the shear reinforcement when κ was smaller than around 0.70. The value of κ equal to 0.6 was defined as close to the minimum for slabs with effective depth of 90 mm and flexure reinforcement ratio of 1.38%. In comparison with the slab with no shear reinforcement, slabs having κ of that order had a punching strength and rotation increase of about 10% and 30%, respectively.

Keywords: flat slabs, minimum shear reinforcement, reinforced concrete.

Dando início a estudo que visa definir a armadura transversal mínima de lajes-cogumelo de concreto armado que, levando a uma superfície de ruptura por punção atravessando essa armadura, pode evitar uma ruptura brusca, foram testadas nove lajes de dimensões 1800 mm x 1800 mm x 130 mm. Suas principais variáveis foram o número de camadas de armadura de cisalhamento do tipo studs, a área dessa armadura em cada camada circunferencial e o diâmetro dos studs. Na tentativa da definição da armadura mínima de punção das lajes, utilizou-se o parâmetro κ, igual à força total da armadura transversal situada dentro de tronco de cone de ruptura delimitado pela fissura de cisalhamento dividida pela resistência à punção de laje semelhante sem armadura de cisalhamento. Os valores de κ das lajes variaram de 0,27 a 1,03 e ocorreu superfície de ruptura cruzando as camadas de studs quando κ foi menor que cerca de 0,70. Definiu-se o valor de κ igual a 0,6 como próximo daquele mínimo para lajes com altura efetiva igual a 90 mm e taxa de armadura de flexão de 1,38%. Para as lajes com valor de κ dessa ordem, em relação à laje sem armadura transversal, os acréscimos de resistência à punção e de rotação foram, respectivamente, cerca de 10% e 30%.

Palavras-chave: lajes-cogumelo, armadura transversal mínima, concreto armado.

The present paper deals with comparing properties of hardened SCC cast during first full-scale tests in a precast factory and similar
conventional concrete currently used in the same factory. The main goal was to evaluate viability of replacing the C45/55 conventional
concrete, in use at the precast factory, by a SCC of the same class of resistance and maintaining the constituent materials. A wide number of specimens (cubes, cylinders, prisms) and full size precast elements were cast with both SCC and conventional vibrated concrete to enable comparing different properties of both types of hardened concrete. In order to implement SCC in this precast factory, suitability of actual current processes involved in production, mixing, transport and placing had to be evaluated. SCC exhibited improved mechanical behavior, higher resistance to fluid ingress and a more uniform strength along the full-size element due to a combination of proper mixdesign together with controlled mixing and placing on site.

Keywords: Self-compacting concrete (SCC); conventional concrete; precast industry; mechanical properties; durability.

O presente artigo apresenta uma comparação das propriedades do betão endurecido em elementos produzidos com betão auto-compactável (BAC) e betão convencional durante ensaios à escala real levados a cabo numa fábrica de pré-fabricação. O principal objectivo deste estudo consistiu em avaliar a viabilidade da substituição do betão convencional C45/55, em uso na fábrica de pré-fabricação, por um BAC da mesma classe de resistência e mantendo os mesmos materiais constituintes. Durante os ensaios à escala real foram betonados diversos provetes (cubos, cilindros e prismas) e elementos pré-fabricados com ambos os tipos de betões destinados à caracterização do betão endurecido. Tendo em vista a aplicação do BAC nesta fábrica de pré-fabricação avaliou-se ainda a adequabilidade dos processos correntes envolvidos na produção, amassadura e transporte do betão. O BAC apresentou um comportamento mecânico melhorado, maior resistência ao ingresso de fluídos e uma distribuição mais uniforme da resistência ao longo dos elementos pré-fabricados, o que resultou da combinação de uma composição adequada com o controle dos processos de amassadura e colocação do betão.

Palavras-chave: Betão auto-compactável (BAC); betão convencional; indústria de pré-fabricação; propriedades mecânicas; durabilidade.

In this work a computational model, based on the finite element method was implemented, to simulate the early age concrete behavior, having as a special feature, the evaluation of the cracking risk. The finite element analysis encloses the computational modeling of the following phenomena: chemical, thermal, diffusion and mechanical which occur at the first days after the concrete cast. The developed software results were compared with experimental values found in the literature, demonstrating an excellent agreement for all the implemented analysis.

Keywords: Concrete. Early age. Thermal analysis. Diffusion analysis. Mechanical Analysis.

Neste trabalho é apresentado um modelo computacional, baseado no método dos elementos finitos, para a simulação do comportamento de peças de concreto nas primeiras idades, tendo, em especial, o propósito de avaliar o potencial risco de fissuração. A análise por elementos finitos abrange a modelagem computacional dos fenômenos químicos, térmicos, de difusão de umidade e mecânicos que ocorrem nos primeiros dias após o lançamento do concreto. Os resultados desta modelagem computacional foram comparados com valores experimentais encontrados na literatura, demonstrando excelente aproximação em todas as etapas de solução implementadas.

Palavras-chave: Concreto. Primeiras Idades. Análise Térmica. Análise de Difusão de Umidade. Análise Mecânica..

In this work, three different techniques are investigated for measuring and monitoring the crack-mouth opening displacement and the depth of the neutral axis of six beams, such as: electrical resistance strain gauges, digital image processing, and displacement transducers. Steel fibers reinforced concrete beams were subjected to bending and the load, displacement, compressive strain, crack-mouth opening displacement and depth of the neutral axis were monitored. For displacement transducers and digital image processing techniques it is showed equations to be used to correct the crack-mouth opening displacement and the depth of the neutral axis due to the beam displacement and rotation. The results show that electrical resistance strain gauges and displacement transducers techniques are more efficient to monitor the depth of the neutral axis. Using the technique of digital image processing it is observed
that a small error in the measurement of grid deformations causes a great error in the measurement of the neutral axis position. The crack-mouth opening displacement is measured only by image processing and displacement transducers techniques, and a good agreement between the results from these two techniques can be seen. It is verified that the best technique is the displacement transducers, because with this it is possible to monitor and measure, both, the crack-mouth opening displacement and the depth of the neutral axis. Additionally, the displacement transducers technique is easier to be applied.

Keywords: steel fiber reinforced concrete, steel fiber, depth of neutral axis, crack width, flexural test.

Neste trabalho, três diferentes técnicas para medir e monitorar a abertura de fissura e a posição da linha neutra são investigadas, sendo elas: strain gauges, análise digital de imagens e transdutores de deslocamento. Foram ensaiadas à flexão vigas de concreto reforçado com fibras de aço, nas quais foram monitoradas as cargas, os deslocamentos, as deformações à compressão, a abertura de fissura e a posição da linha neutra. Para as técnicas dos transdutores de deslocamento e da análise digital de imagens são apresentadas formulações matemáticas que devem ser empregadas para a correção dos valores de abertura de fissura e posição da linha neutra em função do deslocamento e do giro da viga durante o ensaio de flexão. Os resultados mostraram que as
técnicas do strain gauges e dos transdutores de deslocamento foram mais eficientes para monitorar a posição da linha neutra. Na técnica da análise digital de imagens observou-se que um pequeno erro na medição das deformações nos pontos da grade de referência colada na lateral da viga ocasionou um grande erro no valor da posição da linha neutra medido. A abertura de fissura só foi possível ser medida por meio das técnicas dos transdutores de deslocamento e da análise digital de imagens, sendo que ambas apresentaram bons resultados. Verificou-se que a melhor técnica para monitorar tanto a posição da linha neutra quanto a abertura de fissura foi a dos transdutores de deslocamento, além de ser a técnica que apresenta maior facilidade de aplicação.

Palavras-chave: concreto reforçado com fibras de aço, fibras de aço, abertura de fissura, posição da linha neutra, ensaio de flexão.

This paper deals with correlations among mechanical properties of hollow blocks and those of concrete used to make them. Concrete
hollow blocks and test samples were moulded with plastic consistency concrete, to assure the same material in all cases, in three different levels of strength (nominally 10 N/mm², 20 N/mm² and 30 N/mm²). The mechanical properties and structural behaviour in axial compression and tension tests were determined by standard tests in blocks and cylinders. Stress and strain analyses were made based on concrete’s modulus of elasticity obtained in the sample tests as well as on measured strain in the blocks’ face-shells and webs. A peculiar stress-strain analysis, based on the superposition of effects, provided an estimation of the block load capacity based on its deformations. In addition, a tentative method to preview the block deformability from the concrete mechanical properties is described and tested. This analysis is a part of a broader research that aims to support a detailed structural analysis of blocks, prisms and masonry constructions.

Keywords: structural masonry, concrete block, mechanical properties, strength, deformability.

Este trabalho trata das correlações entre as propriedades mecânicas de blocos vazados e do concreto que o constitui. Foram moldados blocos vazados e corpos-de-prova com concreto de consistência plástica para que fosse garantido o mesmo material em todos os casos, para três diferentes níveis de resistência (10 N/mm², 20 N/mm² e 30 N/mm²). As propriedades mecânicas e o comportamento estrutural sob compressão axial e tração foram obtidos por meio de ensaios padronizados com blocos e corpos-de-prova. Uma análise de tensões e deformações foi realizada com base no módulo de elasticidade do concreto obtido no ensaio com corpo-de-prova e também por meio da medição da deformação nas paredes longitudinais e septos transversais dos blocos. Uma análise peculiar sobre a relação tensão-deformação, baseada na superposição dos efeitos, permitiu a previsão da capacidade de carga do bloco a partir dos valores de suas deformações. Além disso, um método de previsão da deformabilidade do bloco a partir das propriedades mecânicas do
concreto e descrito e avaliado. Este estudo é parte de uma pesquisa mais ampla que objetiva estudar detalhadamente do comportamento estrutural de blocos, prismas e paredes.

Palabras-Clave: alvenaria estrutural, bloco de concreto, propriedades mechanicas, resistência, deformabilidade.