In the present paper, a numerical algorithm based on the finite element method is proposed for the prediction of the mechanical response of reinforced concrete (RC) beams under bending loading. The main novelty of such an approach is the introduction of the Overlapping Crack Model, based on nonlinear fracture mechanics concepts, to describe concrete crushing. According to this model, the concrete damage in compression is represented by means of a fictitious interpenetration. The larger is the interpenetration, the lower are the transferred forces across the damaged zone. The well-known Cohesive Crack Model in tension and an elastic-perfectly plastic stress versus crack opening displacement relationship describing the steel reinforcement behavior are also integrated into the numerical algorithm. The application of the proposed Cohesive-Overlapping Crack Model to the assessment of the minimum reinforcement amount necessary to prevent unstable tensile crack propagation and to the evaluation of the rotational capacity of plastic hinges, permits to predict the size-scale effects evidenced by several experimental programs available in the literature. According to the obtained numerical results, new practical design formulae and diagrams are proposed for the improvement of the current code provisions which usually disregard the size effects.

Keywords: Nonlinear Fracture Mechanics, Reinforced concrete, Minimum reinforcement, Rotational capacity, Size effects,
Codes provisions.

Neste artigo, um algoritmo numérico baseado no método dos elementos finitos é proposto para a predição da resposta mecânica de
vigas de concreto armado carregadas em flexão. A principal novodade de tal abordagem é a introdução do modelo de superposição de
fissuras, baseado em conceitos de mecânica da fratura não linear, para descrver o esmagamento do concreto. De acordo com esse
modelo, o dano em compressão do concreto é representado por meio de uma interpenetração fictícia. Quanto maior a interpenetração,
menores são as forças transferidas através da zona danificada. O conhecido Modelo de fissura coesiva em tração e uma relação tensão
versus abertura da fissura elasto-perfeitamente plástica descrevendo o comportamento da armadura de aço são também integrados no algoritmo numérico.
A aplicação do Modelo de Fissura Coesiva superposta para a avaliação da armadura mínima necessária para prevenir propagação instável de fissura por tração e para a avaliação da capacidade rotacional de rótulas plásticas, permite prever efeito escala evidenciado por vários programas experimentais disponíveis na literatura. De acordo com os resultados númericos obtidos, novos fórmulas e diagramas para projeto são propostos para aprimoramento de normas atuais que usualmente desprezam efeito escala.

Palavras-chave: Mecânica da Fratura Não Linear, Concreto armado, capacidade rotacional, efeito escala, prescrições de normas.

This paper deals with the utilization of lumped dissipation models in the nonlinear analysis of reinforced concrete structures for design
procedures, particularly those that deal with material nonlinearity in structural analysis. The main purpose of this paper is to compare the
results obtained from the theoretical model with the results obtained from other types of structural analysis, including the simplified procedures recommended by NBR 6118 to consider the effects of material nonlinearity. Based on two numerical examples of ultimate limit state verification, some advantages and limitations of the lumped dissipation models in real situations of design are discussed.

Keywords: structural analysis; nonlinear analysis; design of concrete structures; damage.

Este trabalho trata da utilização de modelos de dissipação concentrada na análise não-linear de estruturas de concreto armado em
procedimentos de projeto, com ênfase na análise estrutural envolvendo a não-linearidade física. Um dos objetivos principais do trabalho
é comparar os resultados fornecidos pelo modelo teórico abordado com os resultados de outros tipos de análise estrutural, incluindo
as simplificações preconizadas pela NBR 6118 para a consideração da não-linearidade física. Por meio da análise de dois exemplos
numéricos de verificação de Estados Limites Últimos, são apontadas vantagens do modelo de dissipação concentrada em situações
reais de projeto.

Palavras-chave: análise estrutural; análise não-linear; projeto de estruturas de concreto, dano.

The structural behavior simulated by computer programs can be very different from reality, once the adapted loading distribution (regular) is far from the real one, and this disparity becomes more significant in high buildings because of vertical and horizontal actions which contribute to the global effects of second order for columns, making accuracy in the calculation of great importance for the stability of the overall structure. In this work are presented loads for a high building simulated using the commercial software CAD/TQS and the loads from the monitoring of 7 columns that received 3 extra bars along their height in two levels before concreting. In the steel bars were set electric strain gages to measure the strains. The data acquisition was performed through 1 module “Spider” that gets and stores the readings. The measurements were executed in periods previously chosen until the end of the structure building, including upper reservoir. The computation loads for the columns were satisfactory when compared to the loads from the strains and characteristic mechanical properties of the materials.

Keywords: reinforced concrete, columns, stability, buildings.

O comportamento estrutural simulado por programas computacionais pode ser bem diferente da realidade, uma vez que as cargas idealizadas no cálculo não representam fielmente a verdadeira distribuição do carregamento. Essa disparidade torna-se mais significativa em edificações altas, devido às ações verticais e horizontais que contribuem aos efeitos de segunda ordem nos pilares e tornam a precisão no cálculo de grande relevância para a estabilidade global da estrutura. Neste trabalho são comparadas as cargas nos pilares, calculadas com o software comercial CAD/TQS com as cargas observadas pelo monitoramento de 7 pilares selecionados, que receberam 3 barras extras ao longo de sua altura em dois níveis antes da concretagem. Nessas barras foram fixados extensômetros elétricos para medir as deformações ao longo do tempo. A aquisição de dados foi realizada através de um módulo “Spider” que realiza e armazena as leituras. As medições foram executadas em períodos pré-fixados até a conclusão da estrutura, incluída a caixa d’água. As cargas simuladas para os pilares, nesta etapa de carregamento, mostraram-se coerentes com os resultados obtidos pela análise das deformações medidas e dos resultados de ensaios dos materiais empregados na estrutura.

Palavras-chave: concreto armado, pilares, estabilidade, edifícios.

Nowadays lightweight concrete is used on a large scale for structural purposes and to reduce the self-weight of structures. Specific gravity, compressive strength, strength/weight ratio and modulus of elasticity are important factors in the mechanical behavior of structures.
This work studies these properties in lightweight aggregate concrete (LWAC) and normal-weight concrete (NWC), comparing them. Specific gravity was evaluated in the fresh and hardened states. Four mixture proportions were adopted to evaluate compressive strength. For each proposed mixture proportion of the two concretes, cylindrical specimens were molded and tested at ages of 3, 7 and 28 days. The modulus of elasticity of the NWC and LWAC was analyzed by static, dynamic and empirical methods. The results show a larger strength/ weight ratio for LWAC, although this concrete presented lower compressive strength.

Keywords: lightweight concrete, efficiency factor, modulus of elasticity.

O concreto leve e bastante utilizado com a finalidade estrutural para redução do peso próprio de estruturas de concreto armado. Massa
específica, resistência à compressão, relação resistência/peso, e módulo de elasticidade são fatores importantes quando se avalia o
comportamento mecânico de estruturas. Este trabalho analisou estas propriedades no concreto leve (LWC) e comparou-as com as do
concreto convencional (NWC). A massa específica dos concretos foi avaliada no estado fresco e no estado endurecido. Foram adotados
quatro traços de dosagem para avaliar a resistência à compressão. Para cada traço de dosagem adotado e cada tipo de concreto, foram moldados corpos-de-prova cilíndricos que foram rompidos aos 3, 7 e 28 dias de idade. O módulo de elasticidade do concreto leve e do concreto convencional foram avaliados pelos métodos estático, dinâmico, e empírico. Os resultado mostraram uma melhor relação resistência/peso para o concreto leve, apesar deste tipo de concreto ter apresentado menor resistência à compressão.

Palavras-chave: concreto leve, fator de eficiência, módulo de elasticidade.

Bearing in mind the experience of teachers and researchers from Brazil as well in foreign countries searching for new and better teaching
methods for engineering education, it appears that the use of interactive multimedia is a promising approach, with a lot of opportunities for application in subjects for graduation. In that context, this work deals with the development of a multimedia tool to support the teaching of skew bending in reinforced concrete, presenting its features, the structure of the code and examples of application. For the construction of the multimedia tool, the applet “Verificação de seções quaisquer de concreto armado sob flexão composta oblíqua”, was used as a programming language called JavaTM and the development environment, NetBeans 5.5.1. The applet treated in this article is available on the Internet at http://www.lmc.ep.usp.br/pesquisas/TecEdu/.

Keywords: Applets, Engineering education, Skew Bending.

Tendo em vista a experiência de professores e pesquisadores do Brasil e do exterior no contexto da busca de novos e melhores métodos didáticos para ensino de Engenharia, constata-se que o uso de recursos multimídia interativa constitui uma abordagem promissora, com amplas possibilidades de aplicação em disciplinas de graduação. Nesse contexto, o presente trabalho trata do desenvolvimento de uma ferramenta multimídia de apoio ao ensino da flexão composta oblíqua no concreto armado, apresentando as suas funcionalidades, a estrutura do código e exemplos de aplicação. Para a construção da ferramenta, o applet “Verificação de seções quaisquer de concreto armado sob flexão composta oblíqua”, foi utilizada a linguagem de programação JavaTM e o ambiente de desenvolvimento NetBeans 5.5.1. O applet tratado neste artigo está disponível na Internet no endereço http://www.lmc.ep.usp.br/pesquisas/TecEdu/.

Palavras-Chave: Applets, Ensino de engenharia, Flexão composta oblíqua.

This paper presents a proposal for a classification of environmental aggressiveness in different areas of the city of Salvador, Bahia, Brazil. The work is based on the analysis of field data acquired in different areas of the city over the period of 2003 to 2007 and on the information obtained from designers and companies that perform mitigation actions in reinforced concrete structures. The occurrences of pathologies in reinforced concrete constructions which have suffered intervention in the city were used to identify the areas of the city with different degrees of environmental aggressiveness. Statistical analysis was carried out to identify the variables that most influence the intensity of the attack of the environmental agents on the reinforced concrete structures. Empirical equations are proposed and fitted to experimental results. Finally a map is drawn up considering the urban zone of the city of Salvador, classifying it into zones of different degrees of environmental aggressiveness. Despite being completely empirical work, whose derived equations are valid only to the specific case of Salvador-BA, the authors believe that this methodology could be used in other cities in Brazil with different characteristics, since it takes into account the particularities of each place.

Keywords: environmental aggressiveness, classification, reinforced concrete, pathologies.

Este trabalho contém uma proposta de classificação da agressividade ambiental para a cidade de Salvador, a partir da análise dos resultados das pesquisas de campo efetuadas pelos autores em diversos bairros dessa capital, no período de 2003 a 2007, e de informações obtidas junto a projetistas e empresas de recuperação de concreto armado. Os estudos realizados visaram a identificar as regiões da cidade com maior número de ocorrência de patologias em edificações cujas estruturas sofreram intervenção. Os dados obtidos, após análise, foram utilizados como indicativos do grau de agressividade ambiental das diferentes áreas estudadas. Análises estatísticas foram realizadas no sentido de se avaliar as variáveis que mais influenciam na intensidade do ataque às estruturas de concreto armado pelos agentes ambientais em Salvador, e foram propostas equações empíricas para a previsão do grau de agressividade ambiental em diferentes pontos da cidade, em função das variáveis escolhidas. Como resultado final do trabalho, um mapeamento foi elaborado para a zona urbana da cidade, classificando-a em diferentes níveis de agressividade ambiental às estruturas de concreto armado. Apesar de se tratar de um trabalho empírico, cujos dados referem-se a uma cidade em particular, os autores acreditam que a metodologia empregada possa ser utilizada em outras cidades do Brasil, desde que sejam providenciadas as alterações pertinentes.

Palavras-Chave: agressividade ambiental, classificação, concreto armado, patologias.

Simultaneous occurrence of cable vibrations under the combined action of wind and rain have been observed around the world in
cable-stayed bridges in the last 20 years. This mechanism has caused great concern to bridge engineers and researchers due to the
large vibration amplitudes. These vibrations, which are predominantly cross-wind, were observed only under conditions of light rain
and low wind speed occurring simultaneously. This paper presents the main results of an experimental wind tunnel study on three
sectional cable models, set to investigate the influence of rivulets on the vortex shedding mechanism. The M1 model was positioned
horizontally with perpendicular wind incidence to the longitudinal axis, the M2 model was positioned horizontally with oblique wind to
the longitudinal axis and the M3 model was a typical inclined cable of cable-stayed bridges. For the M3 model, the vortex shedding
intensity increases for all rivulets positions. The greatest intensity occurred when the upper and lower rivulets were at 50° and 110°,
respectively. For turbulent flow, the vortex shedding is stronger in the models with rivulets. For Re < 1.2 x 105 the lower rivulets has no
influence on the flow. However, for > 1.2 x 105 the lower rivulets have a clear influence on the flow around the cylinder. For the inclined
model (M3) the lower rivulet affected the flow for all the Re range.

Keywords: cable-stayed bridges, rain, wind, water rivulets.

Simultâneas ocorrências de vibrações de cabos de pontes estaiadas sob ação combinada de chuva e de vento têm sido observadas ao
redor do mundo nos últimos 20 anos. Este mecanismo tem causado grande preocupação aos engenheiros de pontes e pesquisadores
por provocar grandes amplitudes de vibração. Estas vibrações, que são predominantemente transversais à direção do vento, foram
observadas apenas sob condições de chuva leve e baixa velocidade do vento ocorrendo simultaneamente. Este trabalho apresenta
os principais resultados de um programa experimental em túnel de vento, realizado com o intuito de investigar a influência dos filetes
d’água formados na superfície dos cabos sobre o desprendimento de vórtices em três modelos seccionais. O modelo M1 foi posicionado
horizontalmente com vento incidente normal ao eixo longitudinal, o modelo M2 foi posicionado horizontalmente com vento incidindo
obliquamente ao eixo longitudinal e o modelo M3 representa um cabo inclinado típico de ponte estaiada. Para o M3 notou-se aumento
da intensidade do desprendimento de vórtices para qualquer posição dos filetes. A maior intensidade ocorreu para os filetes superior e
inferior localizados a 50° e 110°. Para escoamento turbulento, o desprendimento de vórtices é mais intenso nos modelos com filetes.
Para Re < 1,2 x 105 o filete inferior não tem influência sobre o escoamento. Entretanto, para Re > 1,2 x 105 o filete inferior passa a afetar nitidamente o escoamento em torno do cilindro. Para o modelo inclinado o filete inferior apresentou influência no escoamento para todos os valores de Re.

Palavras-Chave: pontes estaiadas, chuva, vento, filetes d’água.