This paper presents an investigation on the safety of structural elements submitted to pure bending, produced in reinforced concrete, in steel and steel-concrete composites, and designed according to Brazilian codes NBR8681:2003, NBR6118:2007 and NBR8800:2008. The study allows a comparison of the relative safety of beams produced with these materials and designed using these codes. Comparative studies between the performances of different materials are diffi cult to fi nd in the published literature. The present study shows that reliability indexes for reinforced concrete beams are satisfactory; however, results for steel beams are below limit values established in international design standards. Reliability indexes found herein for steel-concrete composite beams are intermediate to concrete and steel beams.

Keywords: beam, reinforced concrete, steel, composite structures, reliability, safety

Este artigo apresenta uma investigação da segurança de elementos estruturais submetidos à flexão simples, em concreto armado, em aço e em material misto, e dimensionados segundo as normas NBR8681:2003, NBR6118:2007 e NBR8800:2008. O estudo permite uma comparação da segurança relativa de vigas produzidas com estes materiais e através destas normas. Estudos comparativos entre diferentes materiais são raros na literatura. Resultados da presente investigação mostram que, enquanto os índices de confiabilidade dos elementos de concreto são satisfatórios, as vigas metálicas apresentam resultados abaixo dos limites estabelecidos por normas internacionais. No caso das vigas mistas, os índices de confiabilidade encontrados estão entre os valores para concreto e aço.

Palavras-chave: vigas, concreto armado, aço, estruturas mistas, confiabilidade, segurança.

A study was conducted to assess the influence of the steel reinforcement ratio in concrete columns on their properties of creep and shrinkage. Experimental tests and three-dimensional finite element-based simulations of the experimental curves from plain concrete cylinders and plain concrete columns derived by curve fitting were performed using the ACI 209 model available in DIANA 9.3. Columns with longitudinal reinforcement ratios of 0%, 1.4% and 2.8%, loaded to 30% and 40% of their 7-day compressive strength, were investigated. The results indicated that numerical simulation does not predict experimental data for a long period. However, simulations fitted with experimental curves derived from plain concrete columns presented values close to those of experimental data for 91 days.

Keywords: column, reinforced concrete, creep, shrinkage, load transfer.

Este trabalho tem o objetivo de analisar a influência da taxa de armadura na transferência de carga devida à fluência e retração. Esta análise foi feita confrontando resultados da análise experimental e da modelagem tridimensional de pilares de concreto com taxas de armadura de 0%, 1,4% e 2,8%, carregados com 30% e 40% da resistência média a compressão aos 7 dias. Foram consideradas as curvas de fluência e retração do modelo ACI209 disponível no programa DIANA 9.3, as curvas de fluência provenientes da calibração do modelo visco elástico do programa utilizando tanto resultados experimentais de fluência de corpo de prova quanto do pilar sem armadura. A partir dos resultados foi possível concluir que, embora a simulação numérica não seja capaz de reproduzir o comportamento do concreto ao longo do tempo, utilizando a curva de fluência calibrada com resultados experimentais do pilar sem armadura, é possível representar a redistribuição de tensões nos pilares para 91 dias.

Palavras-chave: pilar, concreto armado, fluência, retração, transferência de carga

The technological control of concrete can only be considered a quality control procedure when all its steps are followed properly. Compressive strength testing plays a critical role in the technological control of concrete structures and in the technological development of concrete. The aim of this study is to select the most suitable preparation technique for conventional and high-strength concrete by analyzing mean strength, standard deviation and coeffi cients of variation. Test specimens with compressive strength ranging from 20 to 120 MPa were prepared in a laboratory and were then subjected to seven different types of surface treatment, using bonded, unbonded and mechanical wear (grinding) systems. Results show that the most effective technique is grinding using a rigid head. The performance of unbonded system was also suitable for use with conventional and high strength concrete.

Keywords: surface treatment, test specimens, compressive strength.

O controle tecnológico do concreto só pode ser considerado um procedimento de qualidade, quando todas as suas fases são realizadas adequadamente. O ensaio de resistência à compressão tem importância incontestável no controle tecnológico das estruturas de concreto bem como no desenvolvimento tecnológico do material. O presente trabalho tem como objetivo eleger a técnica de preparação mais adequada para concretos de resistência convencional e de alta resistência através da análise da resistência média, do desvio padrão e do coeficiente de variação. Para isso foram produzidos em laboratório concretos com resistência à compressão de 20 a 120 MPa. Estes foram submetidos a sete tratamentos superficiais diferentes, utilizando o sistema aderido, não aderido e por desgaste abrasivo. Como resultado constatou-se que a técnica mais eficiente é o desgaste mecânico por disco rígido. O desempenho do sistema não aderido também foi considerado adequado para concreto convencional e de alta resistência.

Palavras-chave: tratamentos superficiais, corpos de prova, resistência à compressão.

This paper analyzed the mechanical behavior of a railway bridge by the Finite Element Method and by monitoring with extensometry of the strains measured during its operation. To represent the situations that occur in its operation, tests were made with train braking. The results of monitoring of cross section of base of column P15 of the bridge are presented. Based on the obtained data, the check if the deformations occurring during the tests are not or in accordance with the calculated number by the method and the prescribed in NBR 7187(2003) was made. The comparison between the real behavior of the structure, recorded experimentally through extensometry and the numerical forecast and its assumptions from the project conceived was done. From this comparison, it verified if the value of longitudinal force due to braking recommended by the standard is appropriate.

Keywords: railway braking. railway bridge. NBR 7187 (2003). extensometry. bridges.

Neste trabalho foi analisado o comportamento mecânico de uma ponte rodoferroviária com o cálculo através do Método dos Elementos Finitos e com o monitoramento com extensometria das deformações obtidas durante sua operação. Para representar as situações que ocorrem em sua operação, foram feitos testes com frenagem de trem. São apresentados os resultados do monitoramento da seção transversal da base do pilar P15 da ponte. Com base nos dados obtidos, foi verificado se as deformações ocorridas durante os testes estão ou não de acordo com o calculado pelo método numérico e o prescrito na norma NBR 7187(2003). Foi feita a comparação entre o comportamento real da estrutura, registrado experimentalmente através da extensometria, e a previsão numérica a partir do projeto idealizado. A partir dessa comparação, verificou-se se o valor da força longitudinal devida à frenagem recomendado pela norma está adequado.

Palavras-chave: frenagem ferroviária. ponte rodoferroviária. NBR 7187 (2003). extensometria. pontes.

Abstract

The bond stress between concrete and steel is the essential condition to the good behaviour of reinforcement concrete structures. To preview the use of concrete with waste incorporation for structural aims the verification of its quality control of compression strength and bond is necessary. This paper presents the study results about the viability use of APULOT tests, that is a bond tests, to prevent the compression strength of concrete with rubber addition. The purpose of APULOT tests become study in many laboratories in France and Brazil, the purpose is to estimate the compression strength using the bond stress obtained in tests execute inside of building construction. Also the use of concrete with rubber addition to structural use has been made with safe because this kind of addition makes the concrete compression strength decrease. This work aims to contribute with standardization of APULOT tests, and also give conditions to use the concrete with rubber addition in structural elements with more safe.

Keywords: bond stress, compression strength, concrete, rubber.

A aderência entre o concreto e o aço (armadura) é o principal fator do bom desempenho do concreto armado. Para prever a utilização do concreto com incorporação de resíduos para fins estruturais, a verificação do controle de qualidade se faz necessária, quer seja de sua resistência à compressão axial quer seja de sua aderência. Este artigo apresenta os resultados do estudo sobre a viabilidade do ensaio de aderência aço-concreto, denominado ensaio APULOT, para estimativa da resistência à compressão axial do concreto com adição de fibras de borracha. A proposta do ensaio APULOT, vem sendo estudada em vários laboratórios de pesquisa, na França e no Brasil e consiste em determinar a resistência à compressão axial do concreto, a partir dos resultados da tensão de aderência realizados na obra. A utilização do concreto com incorporação de resíduos de borracha para fins estruturais deve ser feita com cautela, pois comprovadamente a adição de borracha no concreto faz com que a resistência à compressão do mesmo venha a diminuir. Estudar seu comportamento quanto à resistência axial à compressão, além da aderência aço e concreto, também é necessária. Este trabalho visa contribuir com a normalização do ensaio APULOT possibilitando um melhor controle tecnológico em canteiros de obra, assim como verificar as condições de utilização para fins estruturais do concreto com resíduos de borracha.

Palavras-chave: tensão de aderência, resistência à compressão, concreto, borracha.