The main goal of this paper is to show the analysis of the permeability characteristics of three different mixes of pervious concrete produced with the variation of the coarse aggregate size. Two different test methods were used to achieve the hydraulic conductivity of the samples: falling head and constant head permeability tests. Based on test results it is concluded that the pervious concrete mixes have shown to be good drainable materials. Besides, it was found that the permeability of the mixtures does not seem to depend on the size and gradation of the coarse aggregate.

Keywords: pervious concrete, permeameter, hydraulic conductivity, concrete pavements

Este trabalho tem por objetivo apresentar os resultados de ensaios de permeabilidade realizados para três misturas de concretos permeáveis produzidos com diferentes granulometrias, a fim de determinar a variação do potencial permeável destas misturas considerando as diferentes porcentagens de agregados graúdos na sua composição. Para determinação do coeficiente de permeabilidade foram empregados dois métodos: ensaio de permeabilidade com carga variável e com carga constante. A partir da análise dos resultados obtidos, pôde-se observar que os materiais estudados apresentam muito boas características de drenabilidade e que a variação da granulometria em termos de agregados graúdo não é fator preponderante para a variação deste parâmetro.

Palavras-chave: concreto permeável, permeâmetro, condutividade hidráulica, pavimentos de concreto.

Experimental evidence indicates that both the column rectangularity index and the boundary conditions of the connection may affect the ultimate punching resistance. This paper presents general aspects of these topics and, through the analysis of experimental results of tests on 131 slabs, evaluates the accuracy and suitability of recommendations presented by ABNT NBR 6118, Eurocode 2, ACI 318 and fib Model Code 2010. Experimental results showed that the security level of normative estimates trend to reduce as the column rectangularity increases, and in some cases, the punching resistance was overestimated. Finally, adjustments are suggested in equations presented by NBR 6118 and MC2010 in order to eliminate this trend of unsafe results.

Keywords: flat slab, punching shear, rectangular column, reinforced concrete, codes

Evidências experimentais indicam que tanto o índice de retangularidade dos pilares quanto as condições de contorno da ligação podem afetar a resistência última à punção. Este artigo apresenta aspectos gerais sobre estas situações e, através da análise de resultados experimentais de ensaios em 131 lajes, avalia a precisão e a adequabilidade das recomendações apresentadas pelas normas ABNT NBR 6118, Eurocode 2, ACI 318 e fib Model Code 2010. Os resultados experimentais mostraram uma tendência de redução do nível de segurança das estimativas normativas, à medida que o índice de retangularidade aumenta, chegando-se em alguns casos a superestimar a resistência à punção. Por fim, são sugeridas adaptações nas equações da norma brasileira e do MC2010 buscando eliminar esta tendência de resultados inseguros.

Palavras-chave: lajes lisas, punção, pilar retangular, concreto armado, normas.

This paper demonstrates the application of the active infrared thermography to detect damage in bonding between concrete and glass fiber reinforced polymer (GFRP). Specimens of concrete and mortar with GFRP externally bonded were prepared and at their interfaces were inserted polystyrene discs to simulate damages. The samples were divided into two groups. In group 1, one sample was correctly bonded by a GFRP plate to the concrete, but in the other three were inserted polystyrene discs which had different diameters to simulate damages in bonding. In group 2, all of the samples contained identical polystyrene discs at their interfaces, but the total thickness of each specimen was different, because the objective was to evaluate the ability of the camera to capture the simulated damage in depth. The experimental procedure was divided into two stages. In the first stage, four types of heating were used to heat samples of group 1: incandescent lamp, kiln, blended lamp and fan heater. Thus, it was possible to detect the damage and to observe its format and length. It was noticed that the infrared images are different depending on the heat source incident on the specimen. Therefore, group 2 was tested only for the more efficient heating (incandescent lamp). In the second stage, the infrared equipment was tested. Some of the parameters that must be inserted in the camera were varied in order to understand their influence on image formation. The results show the effectiveness of infrared thermography to assess adherence in GFRP/concrete interface. In the present work, the best results were obtained when the image is captured towards GFRP/concrete and using incandescent lamp. It was observed that the image and measured temperature suffer significant distortion when a false value was inserted for the parameter emissivity.

Keywords: infrared termography, non destructive test, concrete, frp, debonding.

Para demonstrar a potencialidade da aplicação da técnica da termografia infravermelha ativa para detecção de danos na aderência entre concreto e polímero reforçado com fibra de vidro (PRFV), são utilizados neste trabalho corpos de prova de concreto e argamassa colados externamente com PRFV, em cuja interface foram inseridos discos de EPS (poliestireno expandido) para simular danos. Os corpos de prova foram divididos em dois grupos. No grupo 1, em uma das amostras, a chapa de PRFV estava totalmente aderida ao concreto, nas outras três foram inseridos discos de EPS de diferentes diâmetros para simulação de regiões com falha de aderência. No grupo 2, todos os corpos de prova continham idênticos discos de EPS na interface, porém a espessura total de cada corpo de prova era diferente, pois o objetivo foi avaliar a capacidade da câmera em alcançar o dano simulado. O procedimento experimental dividiu-se em 2 etapas. Na primeira, foram utilizados 4 tipos de aquecimento para o grupo 1: lâmpada incandescente, estufa, lâmpada de mercúrio de alta pressão e termoventilador. Assim, foi possível detectar o dano e observar seu formato e extensão. Notou-se uma diferenciação das imagens devido à fonte de calor incidente no corpo de prova e por isso, o grupo 2 foi testado apenas para o aquecimento mais eficiente (lâmpada incandescente). Na segunda etapa, a câmera termográfica foi posta em evidência. Alguns dos parâmetros de ajuste que devem ser nela inseridos foram variados a fim de entender suas influências na formação da imagem e consequentemente na identificação do dano. Os resultados revelam a eficiência da termografia infravermelha para avaliar a aderência na interface concreto/PRFV. Neste trabalho, os melhores resultados foram obtidos quando a imagem foi captada para uma amostra aquecida no sentido PRFV/Concreto por lâmpada incandescente e para quando são inseridos na câmera infravermelha os parâmetros corretos, especialmente a emissividade térmica.

Palavras-chave: termografia infravermelha, ensaios não destrutivos, concreto, polímero reforçado com fibras, danos na aderência

Size effect is na important issue in concrete structures considering that it can influence many aspects of analyis such as strength, fragility and structural ductility, fracture toughness and fracture energy, among others. Parallel to this, ever more new methods are being developed to evaluate displacement fields in structures. In this paper an experimental evaluation of the size effect is performed. To measure displacements on the surface of beams, a Digital Image Correlation (DIC) technique was used. One type of concrete was produced and three point bending test were performed with different notched concrete beams. The results allow a better understanding of the size effect and demonstrate the efficiency of Digital Image Correlation to obtain measures of displacement.

Keywords: size effect, digital image correlation, experimental analysis

O efeito de escala é uma questão relevante em estruturas de concreto, uma vez que influencia vários aspectos de análise, principalmente aspectos correlacionados com a resistência, fragilidade e ductilidade estrutural, energia e tenacidade à fratura, dentre outros. Além disto, cada vez mais, novas metodologias estão sendo desenvolvidas para avaliar campos de deslocamentos em estruturas. Neste trabalho uma avaliação experimental do efeito de escala é realizada, utilizando como ferramenta de medida a correlação de imagem digital (CID). Vigas de concreto, com três tamanhos distintos e com entalhes no meio do vão, foram ensaiadas por meio do esquema de flexão em três pontos. Os resultados encontrados permitem um melhor entendimento do efeito de escala e demonstram a eficiência da correlação de imagem digital na obtenção de medidas de deslocamentos.

Palavras-chave: efeito de escala, correlação de imagem digital, análise experimental.

Abstract

This paper presents an experimental investigation on the compressive strength and stress-strain curves of concrete block masonry with varying block and grout strengths and reinforcement ratio. The three-block prisms, built with 8.5 and 15.0 MPa blocks, were tested hollow and filled with 17.0 and 30.0 MPa compressive strength grouts. In addition, prisms and walls with reinforcement rates of 0.15%, 0.40% and 1.0 % were also tested. With the results, it was possible to measure the compressive strength and stress-strain behavior of masonry with inclusion of different grout and reinforcement components, giving parameters for better evaluation of their performance and design. Among the conclusions, it was observed that increasing the compressive strength of masonry is not proportional to the increase of the grouting area and the efficiency of reinforcement to increase compressive strength is low. Stress-strain curves for the several materials combinations are made available.

Keywords: blocos de concreto, armadura, alvenaria estrutural, resistência a compressão, curva tensão-deformação

Este trabalho apresenta uma investigação experimental do comportamento estrutural, resistência à compressão axial e deformabilidade, da alvenaria de bloco de concreto em função da variação da resistência dos blocos e graute e da taxa de armadura. Os prismas de três fiadas de altura, construídos com blocos de 8,5 e 15,0 MPa, foram ensaiados ocos e preenchidos com grautes de 17,0 e 30,0 MPa. Além destes, também foram ensaiados prismas e paredes armadas com taxas de 0,15, 0,40 e 1,0%. Com os resultados foi possível mensurar a variação da resistência e os diagramas tensão-deformação da alvenaria com a inserção destes componentes (graute e armadura), fornecendo parâmetros para melhor avaliação de seu desempenho para projeto. Entre as conclusões, pode-se afirmar que o aumento da resistência à compressão das alvenarias não é proporcional ao aumento de área pelo grauteamento e que é baixa a eficiência da presença de armaduras para aumento da resistência a compressão. São disponibilizados os diagramas tensão-deformação para as várias combinações de materiais.

Palavras-chave: estruturas de concreto, ponte ferroviária, estrada de ferro.

Abstract

The safety evaluation of an existing concrete structure differs from the design of new structures. The partial safety factors for actions and resistances adopted in the design phase consider uncertainties and inaccuracies related to the building processes of structures, variability of materials strength and numerical approximations of the calculation and design processes. However, when analyzing a finished structure, a large number of unknown factors during the design stage are already defined and can be measured, which justifies a change in the increasing factors of the actions or reduction factors of resistances. Therefore, it is understood that safety assessment in existing structures is more complex than introducing security when designing a new structure, because it requires inspection, testing, analysis and careful diagnose. Strong knowledge and security concepts in structural engineering are needed, as well as knowledge about the materials of construction employed, in order to identify, control and properly consider the variability of actions and resistances in the structure. With the intention of discussing this topic considered complex and diffuse, this paper presents an introduction to the safety of concrete structures, a synthesis of the recommended procedures by Brazilian standards and another codes, associated with the topic, as well a realistic example of the safety assessment of an existing structure.

Keywords: structures safety, existing concrete structures safety, concrete structures evaluation.

A avaliação da segurança de uma estrutura de concreto existente difere daquela adotada no projeto de estruturas novas. Os coeficientes de ponderação das solicitações e das resistências, adotados na fase de projeto, levam em conta incertezas e imprecisões relacionadas com os processos de construção das estruturas, variabilidade da resistência dos materiais, além das aproximações numéricas dos processos de cálculo e dimensionamento. Entretanto, quando se analisa uma estrutura acabada, um grande número de fatores desconhecidos durante a etapa de projeto já se encontram definidos e podem ser mensurados, o que justifica uma redução nos de coeficientes de majoração das ações ou de minoração das resistências. Diante disso, entende-se que analisar a segurança de uma estrutura acabada é muito mais complexo que introduzir a segurança no projeto de uma estrutura nova, pois requer inspeção preliminar, ensaios, análises e vistoria criteriosa. São necessários sólidos conhecimentos e conceitos de segurança em engenharia estrutural e também conhecimentos sobre os materiais de construção empregados, de forma a identificar, controlar e considerar corretamente a variabilidade das ações e das resistências na estrutura. Com a intenção de discutir este tema considerado complexo e difuso, apresenta-se neste artigo uma introdução à segurança das estruturas de concreto, uma síntese da revisão bibliográfica dos procedimentos recomendados por normas nacionais e normas internacionais consagradas e respeitadas no Brasil associadas ao tema, bem como um exemplo prático de avaliação de uma estrutura existente para verificação da segurança.

Palavras-chave: segurança de estruturas, segurança de estruturas existentes, avaliação de estruturas de concreto.

Abstract

Brazilian Codes NBR 6118 and NBR 15575 provide practical values for interstory drift limits applied to conventional modeling in order to prevent negative effects in masonry infill walls caused by excessive lateral deformability, however these codes do not account for infill walls in the structural model. The inclusion of infill walls in the proposed model allows for a quantitative evaluation of structural stresses in these walls and an assessment of cracking in these elements (sliding shear diagonal tension and diagonal compression cracking). This paper presents the results of simulations of single-story one-bay infilled R/C frames. The main objective is to show how to check the serviceability limit states under lateral loads when the infill walls are included in the modeling. The results of numerical simulations allowed for an evaluation of stresses and the probable cracking pattern in infill walls. The results also allowed an identification of some advantages and limitations of the NBR 6118 practical procedure based on interstory drift limits.

Keywords: infilled frames, masonry infill walls, diagonal strut model, finite element method, serviceability limit states.

Para evitar efeitos negativos em walls de vedação produzidos pela deformabilidade horizontal excessiva, a NBR 6118 e a NBR 15575 apresentam valores práticos de limites de deslocamentos horizontais aplicados à modelagem convencional (sem a consideração das walls de preenchimento no modelo estrutural). Entretanto, a inclusão das walls no modelo permite a avaliação quantitativa das tensões solicitantes nas alvenarias de preenchimento e a avaliação da ocorrência de fissuras nas mesmas (por cisalhamento, tração diagonal ou compressão diagonal). Neste trabalho são apresentados resultados de simulações numéricas de quadros de concreto armado considerando a presença da alvenaria de preenchimento. O objetivo principal do trabalho é demonstrar como pode ser realizada a verificação do estado limite de serviço produzido por ações horizontais quando as walls são incluídas na modelagem. Os resultados das simulações permitiram a avaliação das tensões solicitantes e do provável tipo de fissuração nas alvenarias. Os resultados também permitiram identificar algumas vantagens e limitações do procedimento prático da NBR 6118 em termos de deslocamentos limites.

Palavras-chave: pórticos preenchidos, alvenarias de preenchimento, modelo de diagonal equivalente, método dos elementos finitos, estados limites de serviço.

Abstract

This work presents an interactive graphics computational tool for the verification of prestressed concrete beams with post-tensioned bonded tendons to the serviceability limit state (SLS) stress check according to the Brazilian code NBR 6118:2007. The tool is an add-in for Autodesk Robot Structural Analysis Professional®, which serves as a structural modeling platform. With data supplied by the user through a graphics user interface, the program here developed calculates all relevant prestress losses that occur throughout the structure's life-cycle, along with the prestress' equivalent loads during this period. The traditional calculation methods, obtained in NBR 6118, are presented along with the modifications which had to be implemented in order to allow for incremental loss calculations. Usage examples and results are presented, validating the adopted methodology. At the end of the software's calculation, the user receives two outputs: the prestress’ equivalent loads in the Robot model and an Excel spreadsheet. The spreadsheet contains the resultant stresses in the beam and warns whether these are greater than the permissible stresses in the SLS stress check. The loads may then be used in other calculations, such as shear reinforcement.

Keywords: prestressed concrete beams, ABNT NBR 6118, serviceability limit state stress check, Autodesk Robot Structural Analysis Professional®

Este trabalho apresenta o desenvolvimento de uma ferramenta computacional gráfico-interativa para a verificação de vigas de concreto protendido com pós-tração aderente ao estado limite de serviço (ELS), de acordo com a norma brasileira NBR 6118:2014. A ferramenta é um add-in para o Autodesk Robot Structural Analysis Professional®, que serve como plataforma de modelagem estrutural. A partir de dados fornecidos pelo usuário através de uma interface gráfica, o programa desenvolvido calcula todas as perdas de protensão que ocorrem ao longo da vida-útil da estrutura, assim como os carregamentos equivalentes à protensão durante este período. O trabalho apresenta os métodos de cálculo tradicionais, obtidos da NBR 6118, e as modicações que tiveram que ser feitas para permitir um cálculo incremental. Exemplos de utilização do programa também são apresentados, validando a metodologia adotada. Ao fim do cálculo o usuário recebe duas saídas: os carregamentos equivalentes da protensão ao longo da vida-útil da estrutura no modelo do Robot e uma planilha Excel. A planilha contém os esforços e as tensões atuantes na viga ao longo de sua vida-útil e informa se estes valores ultrapassam os limites estabelecidos para o ELS. Os carregamentos podem ser utilizados para demais carregamentos, tal como no dimensionamento ao esforço cortante.

Palavras-chave: Vigas de concreto protendido, ABNT NBR 6118, Estado limite de serviço (ELS), Autodesk Robot Structural Analysis Professional®.