This paper presents fragility curves for the evaluation of a highway bridge retrofitted with seismic isolator devices. The object of this study is the Chemin des Dalles bridge over Highway 55 located in Trois-Rivières in Quebec, Canada. A series of synthetic ground motions time histories compatible with eastern Canada are used to capture the uncertainties related to the hazard. The seismic isolator model represents natural rubber bearing placed under the longitudinal girders over the bents and the abutments of the bridge. NRB isolators are placed in these locations to uncouple the movement of the superstructure and the infrastructure, increasing the flexibility of the system and decreasing the forces transmitted to the infrastructure. Finally, a set of fragility curves for the as-built and retrofitted models are compared to evaluate the effectiveness of seismic isolation to decrease the seismic vulnerability of this bridge.

Keywords: fragility curves; seismic isolation; vulnerability, highway bridges.

Neste trabalho são apresentadas curvas de fragilidade para o estudo da reabilitação de uma ponte rodoviária utilizando isoladores sísmicos. O objeto deste estudo é a ponte Chemin des Dalles que fica sobre a Rodovia 55 e está localizada na cidade de Trois-Rivières na província de Quebec, Canadá. Uma série de acelerogramas artificiais de terremotos compatíveis com a região leste do Canada foi utilizada com o intuito de reproduzir as incertezas quanto à natureza dos eventos sísmicos na região. O modelo do sistema de isolação representa isoladores em borracha natural colocados entre as longarinas e as transversinas e sobre os encontros da ponte. A disposição destes elementos desacopla os movimentos da superestrutura e da infraestrutura, aumentando a flexibilidade do sistema reduzindo assim os esforços transmitidos à infraestrutura. Finalmente, as curvas de fragilidade para os modelos da ponte real e reabilitada foram comparadas evidenciando a efetividade do sistema de isolação para diminuir a vulnerabilidade sísmica desta ponte.

Palavras-chave: curvas de fragilidade, isolação sísmica, vulnerabilidade, pontes

The focus of the paper is the analysis of live loads used for garage floors considering the recommendations of national and international regulations on the load values to be applied on those floors. The Brazilian regulation NBR 6120/1980 [1], on the subject, does not specify concentrated loads while Euro Code [2] and IBC [3] international regulations recommend that distributed and concentrated loads shall be considered. Currently, waffle slabs are widely used in garage floors. In this context, considering the standards of the most used vehicles in the country, certain questions arise: are the values of the distributed loads given by regulations suitable for slab design? Or is it necessary to correct these loads to account for concentrated loads on the order of 8.5 kN corresponding to a utility vehicle tire? The objective of the present study is to find answers for those two questions through parametric analysis involving the main parameters of a waffle slab, which are: side ratio  (lambda), spacing between the main ribs and, scheme of slab support (one-way or two-way). The set of simulations shows that the loads recommended by the mentioned regulations need to be corrected when used in garage floors to reproduce the effect of the loads concentrated in the tires of utility vehicles.

Keywords: accidental load, garage floor, one-way waffle slab and two-way ribbed slam, finite element method.

O trabalho tem como foco a análise das cargas acidentais utilizadas para pavimentos de garagem, considerando as recomendações de normas nacionais e internacionais para a definição do valor das cargas a serem aplicadas nas lajes nervuradas. A norma brasileira NBR 6120/1980 [1], que trata do assunto, não especifica nada em relação a cargas concentradas, enquanto normas internacionais como Euro Code [2] e IBC [3], recomendam considerar cargas distribuídas e concentradas. Atualmente, as lajes nervuradas são utilizadas amplamente em pavimentos de garagem. Neste contexto, considerando os padrões de veículos mais utilizados no país, será que os valores de cargas distribuídas das normas são adequados para o dimensionamento das lajes nervuradas? Ou é necessário fazer uma correção destas cargas para levar em consideração as cargas concentradas da ordem de 8,5 kN por pneu correspondente a um veículo utilitário. O objetivo deste trabalho é procurar as respostas para estas duas perguntas através de uma análise paramétrica envolvendo os principais parâmetros de uma laje nervurada, que são: a relação λ (lambda) entre os lados, a distância entre as nervuras principais e o esquema de apoio da laje (uni ou bidirecional). De uma forma geral o conjunto das simulações mostra que as cargas recomendadas pelas normas citadas precisariam de correção quando utilizadas em pavimento de garagem para reproduzir o efeito das cargas concentradas das rodas de veículos tipo utilitário.

Palavras-chave: carga acidental, pavimento garagem, laje nervurada unidirecional e laje nervurada bidirecional, método dos elementos finitos.

The position of pipes and hoses for several installations still deserves special attention from designers mainly when the failure mode of them can be modified due to changes of service behavior. This work compares experimental results of six two-way reinforced concrete flat ribbed slabs with rectangular holes close to columns and without shear reinforcement with the estimates of the codes ACI 318 and NBR 6118. All slabs were casted and tested in the Civil Engineering Laboratory of UFPA and had dimensions of 1.800 mm x 1.800 mm x 150 mm submitted to a central loads applied through 120 mm side square steel plates simulating the columns. EPS was used as inert material and the ribbed were spaced of 250 mm with 130 mm height and 75 mm average wide. The results showed that the shear codes’ estimates agree when the ribs are individually considered as beam and for punching, but trend to be safer when the slabs present two shafts.

Keywords: flat slab, ribbed slab, shaft, holes, shear, punching

A passagem de tubulações em elementos estruturais ainda merece atenção especial dos projetistas, principalmente quando o modo de ruptura dos mesmos pode ser alterado devido às mudanças em seus comportamentos. Este trabalho compara os resultados experimentais obtidos para 06 (seis) lajes lisas nervuradas bidirecionais em concreto armado, com furos retangulares adjacentes aos pilares e sem armadura de cisalhaA passagem de tubulações em elementos estruturais ainda merece atenção especial dos projetistas, principalmente quando o modo de ruptura dos mesmos pode ser alterado devido às mudanças em seus comportamentos. Este trabalho compara os resultados experimentais obtidos para 06 (seis) lajes lisas nervuradas bidirecionais em concreto armado, com furos retangulares adjacentes aos pilares e sem armadura de cisalha

Palavras-chave: laje lisa, laje nervurada, puncionamento, furo, cisalhamento.

This research evaluates the behavior of slab-column connections in a reinforced concrete flat slab system and subjected to symmetrical loading, strengthened to the shear with carbon fiber reinforced polymer (CFRP). The strengthening method consists in applying CFRP sheets as shear resistant element, by bonding it through perpendicular holes to the plane of the slab. As the current standards do not deal with strengthening to shear with CFRP reinforcement, it was assessed the application of the code’s required from by ACI 318 (2011), by Eurocode 2 (2004) and by ABNT NBR 6118 (2007) associated to the limitations of ACI 440.2R (2008) which provides guidance for the selection, design, and installation of FRP systems for concrete structures. The results showed that the NBR 6118 (2007) provided the lowest degree of dispersion, with some results against security. The ACI 318 (2011) has a more conservative trend, and Eurocode 2 (2004) and Model Code (2010) have intermediate results.

Keywords: strengthening, punching, CFRP.

Este artigo apresenta um estudo analítico de uma recente técnica de reforço de lajes lisas de concreto armado contra o fenômeno da punção. Trata-se da utilização de mantas de Polímeros Reforçados com Fibra de Carbono (PRFC) como armadura de cisalhamento. O sistema, denominado Stitch, foi idealizado por Sissakis (2002) [1] e consiste em se formar um laço completo entre dois furos subsequentes como “pontos de costura”. O objetivo deste artigo é avaliar a aplicação de adaptações das principais normas, nacional e internacionais, de dimensionamento à punção de lajes com pilar interno, sem a atuação de momentos fletores e associadas às limitações do ACI 440 2R:2008 [6], a qual trata do reforço de estruturas com PRFC. Os Resultados mostram que a NBR 6118:2007 [4] apresentou o menor grau de dispersão, com alguns resultados contra a segurança. O ACI 318:2011 possui uma tendência mais conservadora, e o EUROCODE 2:2004 [4] e Model Code (2010) [5] possuem resultados intermediários, com esse ligeiramente mais conservador que aquele.

Palavras-chave: reforço, punção, PRFC

Abstract

The structural behavior and the ultimate punching shear resistance of internal reinforced concrete flat slab-column connections, with one hole adjacent to the column, with or without flexural moment transfer of the slab to the column was investigated. Main variables were: the existence whether or not hole, flexural reinforcement layout and ratio, the direction and sense of the moment transferred and the eccentricity of the load (M (moment transferred to column) / V (shear)) ratio at the connection - 0,50 m or 0,25 m. Seven internal slab-column joining were tested and ultimate loads, cracking, deflections, concrete and reinforcement strains were analyzed. The existence of hole adjacent to the smaller column dimension, the hole dimension, flexural reinforcement rate and placing, the variation of relation Mu/Vu in function of the load, and, than, of eccentricity of the load, influenced the slabs behavior and rupture load. These influences were quantified. Test results were compared with the estimations from CEB-FIP/MC1990 [7], EC2/2004 [12], ACI-318:2005 [1] and NBR 6118:2003 [5]. ACI [1] and EC2 [12] presented most conservative estimates, although have presented some non conservative estimates. Brazilian NBR [5], even though being partly based in EC2 [12], presented smaller conservative estimates and more non conservative estimates. A modification on all codes is proposed for taking in account the moment caused by the eccentricity at the critical perimeter for slabs with holes.

Keywords: vibrations on floors, human comfort, normative aspects.

São investigados o comportamento estrutural e a resistência última à punção de ligações laje-pilar de regiões internas das lajes lisas, com um furo adjacente ao pilar, e com ou sem transferência de momento fletor da laje ao pilar. As principais variáveis foram: a existência ou não de furo, a taxa e a distribuição da armadura de flexão, a direção e o sentido do momento transferido e a excentricidade de carga (relação M(momento transferido ao pilar)/V(força cortante)) na ligação, igual a 0,50 m ou 0,25 m. Foram ensaiadas 7 (sete) ligações internas laje-pilar e analisados os resultados das cargas últimas, fissuração, deslocamento vertical, deformações das armaduras de flexão e do concreto. A existência de furo adjacente ao menor lado do pilar, a taxa e a distribuição da armadura de flexão, a variação da relação Mu/Vu em função do carregamento, e, por conseguinte, da excentricidade, influenciaram o comportamento e a carga de ruptura das lajes. Os resultados experimentais foram comparados com os estimados pelas normas: CEB-FIP/MC1990 [7], EC2/2004 [12], ACI-318:2011 [1] e NBR 6118:2007 [5]. O ACI [1] e o EC2 [12] apresentaram estimativas mais conservadoras, embora tenham apresentado algumas estimativas contra a segurança. A NBR 6118:2007 [5], apesar de baseada em parte no EC2 [12], apresentou estimativas menos conservadoras e com um número maior de estimativas contra a segurança.

Palavras-chave: estruturas, laje lisa, concreto armado, punção, furo