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ISSN 1983-4195

VOL.2 - Num. 4 - dezembro/2009
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PAPERS - ARTIGOS
Evaluation of fresh high performance concretes behavior by rheometer assistance
Avaliação do comportamento de concretos de alto desempenho no estado fresco com o auxílio de um reômetro
  Full Paper: Trabalho Completo:
  A. L. Castro, J. B. L. Liborio, V. C. Pandolfelli
  Abstract

To study the behavior of fresh concrete, nothing is more appropriate than applying the concepts of rheology. It is known that this material behaves as a Bingham fluid and two rheological parameters are needed to describe it: yield stress and plastic viscosity. In recent years, rheology of fresh concrete has been studied with the aid of the slump test or with rheometers. As the slump test does not seem to describe its rheological behavior correctly, this paper presents an evaluation of fresh high performance concrete behavior using a rheometer. Based on the flow curves, their rheological nature and parameters that describe their behavior can be observed. Moreover, the influence of composition and the mixing procedure can be observed as well as the workability evolution over time.

Keywords: high performance concrete; workability; rheology; rheometer.

  Resumo

Para se estudar o comportamento do concreto no estado fresco, nada mais adequado do que aplicar os conceitos da reologia. Sabe-se
que este material se comporta como um fluido binghamiano, sendo necessários dois parâmetros reológicos para sua caracterização:
tensão de escoamento e viscosidade plástica. Nos últimos anos, a reologia do concreto fresco tem sido estudada tanto pelo ensaio de
abatimento de tronco de cone quanto com reômetros. Como o ensaio de abatimento não parece caracterizar corretamente seu comportamento reológico, o presente trabalho apresenta a avaliação do comportamento de concretos de alto desempenho no estado fresco com o auxílio de um reômetro. A partir das curvas de cisalhamento é possível identificar sua natureza e parâmetros reológicos que caracterizam seu comportamento. Além disso, as influências da composição e do procedimento de mistura podem ser observadas, bem como a evolução da trabalhabilidade ao longo do tempo.

Palavras-chave: concreto de alto desempenho; trabalhabilidade; reologia; reômetro.

 
Influence of column cross section and compression load eccentric in structural behavior of two pile caps
Influência das dimensões da seção transversal do pilar e da excentricidade da força de compressão no comportamento estrutural de blocos sobre duas estacase PRF
  Full Paper: Trabalho Completo:
  R. G. DELALIBERA, J. S. GIONGO
  Abstract

To design of the pile caps are utilized the strut and tie model and bending theory. The Model Blévot and Frémy [1] is one of the models
used to design of pile-caps. Another method for the design of caps is Model Beam that used bending theory. In the model of French researchers to cross section of the column is proportional to the cross section of strut near the column. To check the influence of the column cross section in the structural behaviour of the pile caps, experimental tests of the two pile caps were realized, varying the dimensions of the column and the high of the pile caps. Comparative analysis of experimental results with the results found by the Model Blévot and Frémy [1] was realized. It was observed that the increase of the column cross section conferred the pile caps greater strength capacity.

Keywords: foundations, pile caps, experimental analysis.

  Resumo

Para o dimensionamento de blocos sobre estacas utilizam-se geralmente os modelos baseados na analogia de escoras (bielas) e tirantes e teoria de flexão. O modelo de Blévot e Frémy [1] é um dos modelos de cálculo utilizado para o dimensionamento de blocos sobre estacas. Outro método para o dimensionamento de blocos sobre estacas é o modelo de viga que utiliza a teoria geral de flexão. No modelo dos pesquisadores franceses a seção transversal do pilar é proporcional à seção transversal da escora junto ao pilar. Para verificar a influência da seção transversal do pilar no comportamento estrutural dos blocos, realizaram-se ensaios experimentais de blocos sobre duas estacas, variando-se as dimensões da seção transversal do pilar e as alturas dos blocos. Análise comparativa dos resultados experimentais com relação aos resultados encontrados pelo modelo de Blévot e Frémy [1] foi realizada. Observou-se que o aumento da seção transversal do pilar conferiu aos blocos maiores capacidades resistentes.

Palavras-chave: fundações, blocos sobre estacas, análise experimental.

 
R/C Structures Strengthened With CFRP
Part I: Analysis of Flexural Models
Estruturas de concreto reforçadas com PRFC
Parte I: análise dos modelos de flexão
  Full Paper: Trabalho Completo:
  A. L. GAMINO, T. N. BITTENCOURT, J. L. A. DE OLIVEIRA E SOUSA
  Abstract

This work, presented in two parts, deals with the evaluation of design models for reinforced concrete structures strengthened with Carbon Fiber Reinforced Polymers (CFRP). In this first part, flexural models from ACI 440 and fib-14 guidelines, and recent models available in the literature, are evaluated. These criteria were applied to a total of twenty five beams strengthened in flexure with CFRP composites and tested by the authors: sixteen with rectangular cross section and nine with “T” cross section. Different types of carbon fiber composites (sheets and laminates) were applied, from different manufacturers available in the Brazilian market. Results show a good match among the rupture loads calculated using the ACI-440 guidelines for flexural strengthening and the corresponding values observed in the tests.

Keywords: carbon fiber reinforced polymers, bending strengthening, experimental tests, analytical models.

  Resumo

Este trabalho, apresentado em duas partes, trata da avaliação dos modelos de projeto de estruturas de concreto armado reforçadas
com Polímeros Reforçados com Fibras de Carbono (PRFC). Nesta primeira parte são avaliados modelos de flexão originados das recomendações ACI-440 e fib-14, assim como outros modelos mais recentes, disponíveis na literatura. Esses critérios foram aplicados a um total de vinte e cinco vigas reforçadas à flexão, ensaiadas pelos autores, das quais dezesseis com seção retangular e nove com seção “T”. Foram aplicados diferentes tipos de compósitos de fibras de carbono (tecidos e laminados), de diferentes fabricantes, encontrados no mercado brasileiro. Os resultados obtidos mostram uma boa proximidade entre as cargas de ruptura calculadas de acordo com as recomendações ACI-440 para reforços à flexão e os valores observados nos ensaios.

Palavras-chave: polímeros reforçados com fibras de carbono, reforço à flexão, ensaios experimentais, modelos analíticos.

 
Partially Restrained Connections in Reinforced Concrete Structures
Engastamento Parcial de Ligações Viga-Pilar em Estruturas de Concreto Armado
  Full Paper: Trabalho Completo:
  G. M. S. ALVA, M. A. FERREIRA, A. L. H. C. EL DEBS
  Abstract

This paper presents the results of experimental tests on reinforced concrete beam-column connections carried out at the Engineering
School of São Carlos – USP. The experimental results concentrate on relative rotations between beam and column, which are important
parameters for the evaluation of the moment-rotation curves and the characterization of semi-rigid behavior of the connections. The experimental results were obtained from tests on specimens of edged beam-column connections. The influence of concrete compressive
strength and joint transverse reinforcement ratio on relative rotations was investigated. The experimental results were compared with results obtained from the theoretical model proposed by Ferreira [1] for partially restrained connections, which provided an evaluation of
the percentage of restriction obtained by the types of monolithic connections considered in this study.

Keywords: concrete structures; beam-column connections; semi-rigid connections; structural analysis.

  Resumo

Neste trabalho são apresentados os resultados experimentais de ensaios em ligações viga-pilar de concreto armado realizados na
Escola de Engenharia de São Carlos – USP. Os referidos resultados experimentais concentram-se nas rotações relativas entre os elementos viga e pilar, importantes para a determinação da relação momento-rotação das ligações e da caracterização do comportamento semi-rígido das mesmas. Os dados experimentais foram obtidos a partir de ensaios de ligações viga-pilar de extremidade. A influência da resistência à compressão do concreto e da taxa de armadura transversal na região dos nós de pórtico sobre as rotações relativas foi analisada. Os resultados experimentais foram confrontados com o modelo teórico proposto por Ferreira [1] para ligações com engastamento parcial, permitindo uma avaliação da porcentagem de engastamento alcançada pelas tipologias de ligações monolíticas abordadas neste trabalho.

Palavras-chave: estruturas de concreto; ligações viga-pilar; ligações semi-rígidas; análise estrutural.

 
Numerical and Experimental Study of a Real Scaled Waffle Slab
Análise Teórico-Experimental de uma Laje Nervurada em Escala Natural
  Full Paper: Trabalho Completo:
  P. F. SCHWETZ, F. P. S. L. GASTAL, L. C. P. SILVA
  Abstract

Nowadays, waffle slabs are a demand for structural designers, as a consequence of architectural design evolution and new building management concepts, in spite of its laborious numerical modeling. Therefore, it becomes necessary to know more about the structural behavior and improve the theoretical models used for simulating these slabs. The objective of this work was to analyze the adequacy of a design method widely used in the modeling of waffle slabs, verifying if it represents the slab behavior satisfactorily. A real scale waffle slab submitted to a load in a localized area was instrumented with strain gages and deflection gages for measuring specific strain and deflection in different points. The numerical analysis was made using a grid model developed by a local software company specialized in structural analysis. Tests showed a linear behavior, even though residual results could indicate cracking in some isolated sections. Numerically computed deflections presented a good estimate to test results and the experimental strains defined the presence of bending moments coincident with the forecasts of the theoretical model.

Keywords: waffle slab, reinforced concrete, grid analysis, instrumentation.

  Resumo

Soluções estruturais sofisticadas e racionais são exigências crescentes no cotidiano de projetistas de estruturas, como conseqüência da evolução dos projetos arquitetônicos e dos novos conceitos de gerenciamento das construções. As lajes nervuradas se enquadram nesta realidade como uma atraente alternativa, por propiciar economia de materiais e mão-de-obra, com redução de perdas e aumento da produtividade, exigindo, porém, uma laboriosa modelagem numérica. Para entender melhor como funciona, na prática, este sistema construtivo, torna-se necessário obter um maior conhecimento sobre seu comportamento estrutural, bem como aperfeiçoar os modelos teóricos empregados para seu projeto e simulação. O objetivo deste trabalho é analisar a adequação de métodos de cálculo empregados na modelagem destas estruturas, verificando se os mesmos representam satisfatoriamente seu comportamento. Para tanto, foi instrumentada uma laje nervurada de concreto armado em escala natural. O estudo mediu deformações no concreto e deslocamentos verticais em seções características da estrutura submetida a um carregamento localizado em uma área pré-estabelecida. A análise numérica foi feita empregando-se o modelo de análise matricial de grelhas do Sistema Computacional TQS v11.0. A análise dos resultados demonstrou que a laje nervurada em estudo apresentou uma tendência ao comportamento linear em todas as etapas de carregamento, sem fissuração da estrutura como um todo, embora os resíduos no processo de descarga tenham sugerido indícios de um início de fissuração em algumas seções isoladas. O comportamento da laje esteve dentro do previsto, com deslocamentos verticais na mesma ordem de grandeza das previsões teóricas e deformações específicas indicando a presença de momentos fletores nas seções instrumentadas coincidentes com os previstos pela análise numérica.

Palavras-Chave: laje nervurada, concreto armado, análise matricial de grelhas, instrumentação.