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This work aims to investigate the ultimate capacity of reinforced concrete elements in terms of cracking and stiffness loss. Nonlinear finite element analysis (NLFEA) was performed in the ATENA software and compared with a proposed numerical simulation of nonlinear static analysis (NLSA), where material cracking is evaluated based on the loss of tangent stiffness of the elements. The analysis was applied to a low-rise reinforced concrete frame with constant axial loads in the columns, and monotonic lateral load applied at the top beam level. Both methodologies showed good agreement regarding the capacity curve and crack patterns, and the numerical simulation NLSA allowed the identification of the sequence of elements' stiffness loss. The results indicated a substantial similarity between the numerical simulation NLFEA and NLSA and the experimental test, indicating a high potential in predicting the nonlinear behavior of reinforced concrete. Resumo Este trabalho tem como objetivo investigar a capacidade última de elementos em concreto armado em termos de fissuração e perda de rigidez. Uma análise não linear via método dos elementos finitos (MEF) foi realizada no programa ATENA e comparada com uma simulação numérica de análise estática não linear (AENL), onde a fissuração do material é avaliada com base na perda de rigidez tangente dos elementos. As análises foram aplicadas a um pórtico em concreto armado com cargas axiais constantes nos pilares, e carga lateral monotônica aplicada na viga superior. Ambas as metodologias mostraram boa concordância em relação à curva de capacidade e panorama de fissuração, e a simulação numérica AENL permitiu identificar a sequência de perda de rigidez dos elementos. Os resultados indicaram grande semelhança entre a simulação numérica FEM e AENL e ensaio experimental, indicando um alto potencial para prever o comportamento não linear do concreto armado.

Não recebi financiamento During its production, the precast structures go through different stages called the transitory stage and, consequently, through different static schemes and requests. The precast columns during this stage have a static beam scheme which can cause particular design situations in which the transitory stage is critical for the design. In addition, many designers do not consider the loss of stiffness due to eventual cracking of the element at this stage. The objective of this work is to evaluate how the application of prestressing with pre-tension helps in the performance of precast concrete columns in particular design situations in which the formation of cracks in the phases of the transitory stage can occur. To achieve this, a case study was carried out on a precast concrete column with a critical transitory stage. The column was analyzed in reinforcement concrete with different static schemes and later in prestressed concrete containing two arrangements of active reinforcement. The analysis of the element in question was performed using the following parameters: tension in the reinforcement, cracking moment, amount of reinforcement and secant flexion stiffness via analytical methods. In addition, a parametric analysis was carried out during the demolding phase and lifting in assembly, whose parameters obtained from the variation of the position of the lifting loops were: bending moments, tension in the reinforcement and stiffness reduction coefficient for the most requested sections. Based on the analysis of the results, it is concluded that when using three lifting loops, the column presented a stiffness of up to 0.84.EI during demolding. With the introduction of prestressing, the column with two lifting loops resulted in a stiffness of up to 0.90.EI at the end of transitory stage. Still, it was observed, via parametric analysis, that the column only presented a stiffness bigger than 0.50.EI when the stress level in the passive reinforcement was less than 0.30.fyk. Finally, it is understood that the loss of stiffness during the transitory stage must be accounted for. Durante sua produção, as estruturas pré-moldadas passam por diferentes fases denominadas de etapa transitória e, consequentemente, por diferentes esquemas estáticos e solicitações. Os pilares pré-moldados durante esta etapa apresentam um esquema estático de viga, podendo ocasionar situações particulares de projeto em que a etapa transitória é crítica para o dimensionamento. Além disso, muitos projetistas não consideram a perda de rigidez decorrente da eventual fissuração do elemento nesta etapa. O objetivo deste trabalho é avaliar como a aplicação da protensão com pré-tração auxilia no desempenho de pilares pré-moldados de concreto em situações particulares de projeto em que a formação de fissuras nas fases da etapa transitória possa ocorrer. A fim de alcançá-lo, foi realizado um estudo de caso em um pilar pré-moldado de concreto com etapa transitória crítica. O pilar foi analisado em concreto armado dispondo de diferentes esquemas estáticos e, posteriormente, em concreto protendido contendo dois arranjos de armadura ativa. A análise do elemento em questão foi realizada utilizando os seguintes parâmetros: tensões na armadura, momento de fissuração, quantidade de armadura e rigidez secante à flexão via métodos analíticos. Além disso, foi realizada uma análise paramétrica durante a fase de saque na fôrma e içamento na montagem, cujos parâmetros obtidos a partir da variação da posição das alças foram: momentos fletores, tensão na armadura e coeficiente redutor de rigidez para as seções mais solicitadas. Com base nas análises dos resultados, conclui-se que ao empregar três alças de içamento o pilar apresentou uma rigidez de até 0,84.EI durante o saque. Já com a adoção da protensão, o pilar com duas alças resultou em uma rigidez de até 0,90.EI ao final da etapa transitória. Ainda, observou-se, via análise paramétrica, que o pilar somente apresentou rigidez maior que 0,50.EI quando o nível de tensão na armadura passiva foi inferior a 0,30.fyk. Por fim, entende-se que a perda de rigidez durante a etapa transitória deve ser contabilizada.

RESUMO Diferentemente das estruturas moldadas no local, os sistemas pré-moldados de concreto apresentam basicamente como particularidades: projeto das ligações e a consideração de outras situações de cálculo diferentes da final de projeto. Essas situações são as fases da etapa transitória, envolvendo: desmoldagem, armazenamento, transporte e montagem. Nesta etapa, a peça pode apresentar esquemas estáticos e solicitações diferentes, podendo ocasionar uma condição mais crítica em E.L.U ou E.L.S. A exemplo disso, pode-se citar o caso do pilar pré-moldado que durante esta etapa apresenta comportamento de viga devido a sua posição horizontal. Assim, objetivo deste trabalho é realizar um estudo da posição das alças de içamento em um pilar pré-moldado de concreto que apresenta fases transitórias críticas, de modo a buscar uma posição admissível desses vínculos que resulte na melhor distribuição de esforços e controle da fissuração. Para tal, foi realizada uma análise paramétrica durante a fase de desmoldagem e montagem com o elemento dispondo de 2 alças, cujos parâmetros obtidos com a variação da posição das alças foram: momentos fletores, tensão na armadura e coeficiente redutor de rigidez para as seções mais solicitadas. Na sequência, foram obtidos os mesmos parâmetros, todavia empregando 3 alças na ocasião do saque e 3 pontos para o içamento, totalizando 3 posições típicas de esquema estático para essas fases. Os resultados mostraram que ao empregar 3 alças foi possível o controle da fissuração, redução da armadura necessária e da tensão nas mesmas. A análise paramétrica constatou-se que a rigidez do elemento seria superior a 0,50.EI somente com um nível de tensão abaixo de 0,30, mostrando que não necessariamente limitar a tensão na armadura em 0,50.fyk é uma garantia de E.L.S-F admissível, evidenciando ainda que a perda de rigidez em etapa transitória deve ser considerada, pois não basta atender as condições normativas somente em etapa final de projeto. ABSTRACT Differently cast-in-place structures, precast concrete systems basically have the following particularities: design of connections and consideration of other calculation situations other than the final design. These situations are the phases of the transitory stage, involving: demolding, storage, transport and assembly. At this stage, the part may present static schemes and different requests, which may cause a more critical condition in E.L.U or E.L.S. As an example, we can mention the case of the precast column that during this stage presents a beam behavior due to its horizontal position. Still, the objective of this work is to carry out a study of the position of the lifting loops in a precast concrete column that presents critical transitory phases, in order to seek an admissible position of these support that results in the best distribution of requests and cracking control. For this, a parametric analysis was carried out during the demolding and assembly phase with the element having 2 handles, whose parameters obtained with the variation of the position of the handles were: bending moments, tension in the reinforcement and stiffness reduction coefficient for the most requested sections. Subsequently, the same parameters were obtained, however using 3 handles at the time of the serve and 3 points for lifting, totaling 3 typical positions of static scheme for these phases. The results showed that by using 3 handles it was possible to control cracking, reducing the necessary reinforcement and tension in the same. The parametric analysis showed that the stiffness of the element would be greater than 0.50.EI only with a stress level below 0.30, showing that not necessarily limiting the tension in the reinforcement to 0.50.fyk is assurance of ELS-F admissible, also showing that the loss of stiffness in a transitory stage must be considered, since it is not enough to meet the normative conditions only in the final stage of the project.

CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior A abertura excessiva de fissuras nas estruturas de concreto armado compromete suas funções essenciais, como capacidade de suporte e proteção contra agentes agressivos. Assim, os regulamentos destinados à durabilidade, usualmente, abordam o comportamento da fissuração no concreto. É possível observar que no Brasil, a normalização responsável pela durabilidade do concreto armado apresenta algumas inconsistências, relacionadas a parâmetros de projeto, como a classificação de agressividade ambiental e a estimativa da abertura de fissura. Neste sentido, este trabalho tem como objetivo efetuar uma análise crítica entre a ABNT NBR 6.118, o Eurocode 2 e fib Model Code 2010, no que tange aos requisitos de durabilidade para estruturas de concreto armado, tais como as classes de exposição, qualidade do concreto e aço, a espessura de cobrimento, desempenho em serviço e abertura de fissuras. Em paralelo, são efetuadas análises referentes às influências desses parâmetros na estimativa da abertura de fissuras e na vida útil de projeto, bem como a apresentação de diretrizes a serem incorporadas nos processos de projeto brasileiros, para se obter um melhor desempenho das estruturas. Para tal, foram efetuadas uma análise qualitativa e uma quantitativa dos preceitos normativos. Sendo a primeira, responsável por evidenciar as diferenças presentes nos parâmetros analisados, e a segunda, responsável pelo estudo de uma viga bi-apoiada, submetida à variação dos requisitos que interferem na estimativa da abertura de fissuras. Foram verificadas diferenças entre a norma nacional e os padrões internacionais estudados, todavia, percebe-se que a norma apresenta prescrições que se adequam aos limites de durabilidade, sendo tão rigorosa quanto os códigos internacionais. Finalmente, observa-se que esse trabalho auxilia no estudo das propriedades do concreto armado e dos requisitos relacionados à durabilidade das estruturas, apresentando a influência das diferenças encontradas nos padrões que estimam a durabilidade das estruturas de concreto armado. The excessive crack widths in reinforced concrete structures compromise their essential functions, such as support capacity and protection against aggressive agents. Thus, the regulations for durability usually have concerns with the cracking behavior in concrete. In Brazil, the durability of reinforced concrete normalization has some inconsistencies, related to design parameters, such as the exposure classes and the crack width models. In this sense, this work has as the main objective to behave a critical analysis between ABNT NBR 6.118, Eurocode 2, and fib Model Code 2010, regarding the durability requirements for reinforced concrete structures, such as exposure classes, concrete quality and steel, cover thickness, serviceability and crack width. Parallelly, it has made analyzes to the influence of these parameters in the crack width estimate and in the serviceability from concrete, as well as were showed guidelines to be incorporated in Brazilian design processes, in order to obtain a better performance of the structures. To this end, were made qualitative and quantitative analyses of the normative precepts. The first one was responsible for highlighting the differences present in the analyzed parameters, and the second one was responsible for the study of a bi-supported beam, subjected to the variety of requirements that interfere in the estimation of crack opening. Differences were found between the national standard and the international standards studied; however, it is clear that the standard has prescriptions that fit the limits of durability, being as strict as the international codes. Finally, it is observed that this work helps in the study of the properties of reinforced concrete and the requirements related to the durability of structures, showing the influence of differences found in the standards that estimate the durability of reinforced concrete structures.

The study of shallow tunnels introduces different aspects when compared to deep tunnels analysis. Among these characteristics can be emphasized the non-uniform shape of the deformed cross-section and the impossibility of some simplifications such as the consideration of homogeneous stresses around the excavation. Since the tunnel lining is subject to combined bending and compression, shallow tunnels are more susceptible to the development of final tensile stresses (not founded in deep tunnels) and the consequent concrete cracking. This paper presents a numerical simulation in finite elements with the ANSYS software. The purpose of the study is to analyze the cracking influence in the displacements of shallow tunnels, treating the concrete behavior by three different models: elastic, viscoelastic and viscoelastic with cracking effects. resumo: O estudo de túneis superficiais apresenta peculiaridades se comparado à análise de túneis profundos. Dentre estes aspectos, pode-se enfatizar o formato não uniforme da seção deformada e a impossibilidade de adotar algumas simplificações, como a consideração de tensões uniformes ao redor da escavação. Uma vez que o revestimento do túnel está sujeito à flexo-compressão, túneis superficiais são mais suscetíveis ao desenvolvimento de tensões finais de tração (não encontradas em túneis profundos) e a consequente fissuração do concreto. Este artigo apresenta uma simulação numérica pelo método dos elementos finitos, realizada com o software ANSYS. O estudo tem o objetivo de analisar a influência da fissuração nos deslocamentos de túneis superficiais, ao tratar o comportamento do concreto por meio de três diferentes modelos: elástico, viscoelástico e viscoelástico com fissuração.

There are many theories and empirical formulas for estimating the shear strength of reinforced concrete structures without transverse reinforcement. The security factor of any reinforced concrete structure, against a possible collapse, is that it does not depend on the tensile strength of the concrete and the formation of any collapse is ductile, thus giving advance warning. The cracking from tensile stress can cause breakage of the concrete and should be avoided at all cost, with the intent that any such breakage does not incur any type of failure within the structure. In the present research study, experiments were performed in order to analyze the complementary mechanisms of the shear strength of lattice beams of reinforced concrete frames without transverse reinforcement. The experimental program entails the testing of eight frames that were subjected to a simple bending process. Two concrete resistance classes for analyzing compressive strength were considered on the construction of frames, 20 MPa and 40 MPa. To resist the bending stresses, the beams of the frames are designed in domain 3 of the ultimate limit states. Different rates and diameters of longitudinal reinforcement were used, 1.32% and 1.55% with 12.5 mm diameter and 16.0 mm in longitudinal tensile reinforcement. From the obtained results, an analysis was made of the criteria already proposed for defining the norms pertinent to the portion of relevant contribution for the shear resistance mechanisms of concrete without the use of transverse reinforcement and the influence of the concrete resistance and longitudinal reinforcement rates established in the experimental numerical results. Resumo Há muitas teorias e fórmulas empíricas que estimam a resistência ao cisalhamento de estruturas de concreto armado sem armadura transversal. A segurança de qualquer estrutura de concreto armado, em relação a um possível colapso, é que ela não dependa da resistência a tração do concreto, assim, o colapso é de forma dúctil, com aviso prévio. A fissuração, proveniente de esforços de tração, pode causar a ruptura do concreto e deve ser evitada para que não ocorra nenhum tipo de falha na estrutura. Nesta pesquisa foram realizados experimentos para analisar os mecanismos complementares ao de treliça de resistência ao cisalhamento em vigas de pórticos de concreto armado sem armadura transversal. O programa experimental consistiu no ensaio de oito pórticos e os modelos foram submetidos à flexão simples. Foram consideradas duas classes de resistências à compressão do concreto para a concretagem dos modelos, 20 Mpa e 40 Mpa. Para resistir os esforços de flexão, as vigas foram dimensionadas no domínio 3 do estado limite último. Foram usadas duas taxas de armadura, 1,32% e 1,55% com diâmetros de 12,5 mm e 16,0 mm de armaduras longitudinais de tração. A partir dos resultados obtidos foram analisados os critérios já propostos por normas para definir a parcela da contribuição relativa aos mecanismos resistentes de cisalhamento do concreto sem o uso de armadura transversal e a influência das resistências do concreto e taxas de armadura longitudinal nos resultados numéricos obtidos experimentalmente.

Slabs of reinforced concrete (RC) have a different crack pattern in comparison to beams, where the cracks in bending tend to spread on the surface of the element. The reinforcement ratio is also a factor that can change this pattern. In order to evaluate the effect of damage on cracking pattern, natural frequency and mode shapes in RC slabs, two of such structures with different dimensions and reinforcement ratios in both directions were tested, in which cracks were induced through application of static load, followed by modal tests using impact excitation. Extracting the frequencies and mode shapes using StarModal software, different damage indexes were used to compare both slabs, bearing in mind that differences in the cracking pattern occurred in both structures. To understand the reason for a different behavior, both slabs were modelled numerically using finite elements. The model considering the loss of stiffness in the finite element which have the crack and its nearby elements showed better results than the model in which the stiffness reduction was applied in all elements that reached the cracking moment; the comparison was made through the evaluation of frequencies and modal parameter MAC, which indicate that the cracking affects locally the stiffness of the elements. Isotropic and orthotropic models did not show significant diferences among themselves, what brings inconclusive results about the transition from isotropic to orthotropic behavior as the cause of different cracking pattern. The slopes in loading and unloading stages presented values relatively close to each other, indicating that the models, although adjusted for unloading stage, can also be used for the loading stage. Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES A presença de fissuras em uma estrutura é um fato que chama a atenção sobre potenciais problemas de funcionalidade ou perda de capacidade resistente. Lajes de concreto armado têm um padrão diferente de fissura em comparação com as vigas, onde as fissuras tendem a se espalhar na superfície do elemento, não necessariamente atingindo as bordas da laje, com profundidade visível a partir da mesma. A taxa de armadura também é um fator que pode mudar esse padrão. Para avaliar o efeito do dano no padrão de fissuração, nas freqüências naturais e formas modais em lajes de concreto armado, foram testadas duas dessas estruturas com diferentes dimensões e taxas de armadura em ambas as direções, nas quais foram induzidas fissuras por aplicação de carga estática, seguidas por testes modais usando excitação de impacto. Extraindo frequências e modos usando o software StarModal, diferentes índices de danos foram avaliados para comparar ambas as lajes, atentando que o padrão de fissuração foi diferente para ambas as estruturas. Para entender o motivo de um comportamento diferente (estimado como causado por uma mudança no comportamento isotrópico para ortotrópico devido a fissuras), ambas as lajes foram modeladas numericamente utilizando elementos finitos. O modelo considerando a perda da rigidez no elemento finito que continha a fissura e nos elementos vizinhos mostrou-se mais adequado que o modelo onde a rigidez era reduzida em todos os elementos que atingiam o momento de fissuração, seja na comparação em frequência ou por forma modal através do parâmetro MAC. Modelos isotrópicos e ortrotrópicos não apresentaram diferenças significativas entre si, o que traz resultados inconclusivos sobre a transição de comportamento de isotrópico para ortrotrópico como causa do diferente padrão de fissuração. As tangentes nas curvas experimentais carga versus deslocamento no carregamento e descarregamento apresentaram valores relativamente próximos indicando que os modelos, embora elaborados para o estágio de descarregamento, também podem ser aplicados na fase de carregamento.

Resumo Foram estudadas as propriedades físico-mecânicas do solo-cimento autoadensável (SCAA), de forma a desenvolver misturas de solo, cimento, água e aditivos para o alcance de desempenho mínimo para sua aplicação em fôrmas monolíticas sem a necessidade de compactação e adensamento mecânico. Para tal, pesquisou-se com as misturas de SCAA nos traços 1:8 e 1:12 (cimento:solo, em massa) a influência da relação água-solo, do teor e do tipo de aditivo, e adotou-se como consistência fluida adequada do SCAA o diâmetro de espalhamento de 250 mm no ensaio de determinação de índice de consistência de argamassas. Posteriormente, foram realizados os ensaios de compressão axial, compressão diametral, retração e fissuração para a análise do desempenho físico-mecânico. Os resultados mostraram que o SCAA alcança autoadensabilidade a partir do uso de aditivos superplastificantes na faixa de 0,8% a 1,2% em relação à massa de cimento, sendo os parâmetros de relevância para fabricação do SCAA e atendimento às solicitações usuais de paredes monolíticas a dosagem mínima de cimento na ordem de 8% em relação à massa de solo arenoso; e os Limites de Atterberg como referência para a relação água-solo mínima.

Este trabalho apresenta uma metodologia utilizada no ensino do assunto “transformação de tensões e estado plano de tensões” da disciplina Teoria das Estruturas I do Centro Universitário FEI. Anteriormente à aula expositiva sobre o assunto, 32 alunos voluntários participaram de uma atividade extra classe que consistia na resolução de quatro exercícios e no ensaio de uma viga de concreto armado submetido a flexão a quatro pontos. Os alunos procuraram e marcaram as fissuras para ao final do ensaio observar o padrão de fissuração da viga. Observou-se uma maior motivação e participação dos alunos na atividade experimental do que no método tradicional de ensino. Conclui-se que a atividade cumpriu seu objetivo pois os alunos mostraram-se mais motivados e participativos, além de entenderem mais facilmente os significados das direções dos planos principais.

Neste artigo é discutido o comportamento estrutural de elementos do tipo parede ou laje de betão armado (BA), completamente restringidos nas suas extremidades, considerando os efeitos das deformações impostas devidas ao calor de hidratação e à retração. São analisados elementos com espessuras de 500 e 1000 mm. O objetivo último das análises aqui apresentadas é a realização de uma estimativa racional da armadura mínima necessária para controlo da fissuração. Para isso, são efetuadas análises termo-higro-mecânicas (THM), para simular o desenvolvimento das deformações auto-induzidas, que variam ao longo da espessura do elemento e ao longo do tempo. O tipo de análise utilizado é baseado no método dos elementos finitos e segue uma abordagem sequencial: numa primeira fase, é efetuada uma análise térmica e uma análise hídrica, que são desacopladas. Estas duas análises permitem calcular a deformação auto-induzida, em cada posição da estrutura e para cada instante de tempo. Posteriormente, esse campo de deformações é considerado como input para a análise mecânica, onde são simulados os vários aspetos do comportamento em serviço do betão: maturidade, fluência, dissipação da energia de fratura após a fissuração e comportamento não-linear da aderência entre o betão e as armaduras. Os resultados são discutidos tomando como referência as recomendações do EuroCódigo 2 (EC2) em termos de armadura mínima para controlo da fissuração., Este trabalho é suportado pelos projetos POCI-01-0145-FEDER-007457 (CONSTRUCT - Institute of R&D in Structures and Construction) e POCI-01-0145-FEDER-007633 (ISISE), financiados por fundos FEDER através do COMPETE2020 - Programa Operacional Competitividade e Internacionalização (POCI), e por fundos nacionais através da FCT – Fundação para a Ciência e Tecnologia. Agradece-se ainda à FCT e FEDER (COMPETE2020) o financiamento do projeto IntegraCrete PTDC/ECM-EST/1056/2014 (POCI-01-0145-FEDER-016841). Agradece-se também o apoio da ação COST TU1404 pelas oportunidades de criação e manutenção de diversos instrumentos de cooperação científica., info:eu-repo/semantics/publishedVersion

Este trabalho apresenta uma metodologia utilizada no ensino do assunto “transformação de tensões e estado plano de tensões” da disciplina Teoria das Estruturas I do Centro Universitário FEI. Anteriormente à aula expositiva sobre o assunto, 32 alunos voluntários participaram de uma atividade extraclasse que consistia na resolução de quatro exercícios e no ensaio de uma viga de concreto armado submetido a flexão a quatro pontos. Os alunos procuraram e marcaram as fissuras para ao final do ensaio observar o padrão de fissuração da viga. Observou-se uma maior motivação e participação dos alunos na atividade experimental do que no método tradicional de ensino. Conclui-se que a atividade cumpriu seu objetivo pois os alunos mostraram-se mais motivados e participativos, além de entenderem mais facilmente os significados das direções dos planos principais. 2 1 182 192 This work presents a methodology used to teach the stress transformation and plane stresspart of the subject Theory of Structures I of University Center FEI. Before the stress transformation lecture, 32 volunteer students have participated of an activity that consisted onsolve four exercises and the experimental reinforced concrete beam bending test. The students observed the beam cracking pattern. It was observed a greater motivation and participation of the students in the experimental activity than in the traditional method of teaching. As a conclusion, it is possible to say that the activity has reached its goal because the students were more motivated and participative.Besides that, the students have understood easily the meaning of the directions of the principal plan.

Doutoramento em Engenharia Civil A incorporação de borracha granulada em misturas betuminosas pode ser feita através do processo húmido e do processo seco. No processo húmido, a borracha granulada é adicionada ao betume convencional produzindo um “novo tipo de betume” denominado betume-borracha (BMB). No processo a seco, as partículas de borracha (normalmente 1% a 3% por massa do agregado total na mistura) são utilizadas, geralmente, em substituição de parte dos agregados finos. O processo de fabrico por via seca que utiliza partículas de borracha de dimensões ultrafinas (como no processo por via húmida, diâmetro nominal inferior a 0,8 mm) produz misturas betuminosas descontínuas com qualidade similar às produzidas por via húmida. Os resultados deste trabalho corroboram o melhor comportamento de misturas betuminosas com borracha, adicionada por via seca, quando comparadas com misturas betuminosas convencionais. São avaliados o comportamento à fadiga, o comportamento à deformação permanente e a resistência ao fendilhamento das misturas betuminosas com e sem borracha. A resistência à fadiga das misturas betuminosas é avaliada através de ensaios de flexão em quatro pontos em vigas. Para verificar o comportamento à deformação permanente das mesmas misturas são realizados ensaios com simulador de tráfego. A avaliação da resistência ao fendilhamento recorre á execução de fendas induzidas em vigas e em lajes retangulares. The incorporation of granulated rubber in asphalt mixtures can be made by a wet process or by a dry process. In the wet process the granulated rubber, added to the conventional bitumen, produces a "new kind of bitumen" called bitumen rubber. In the dry process, the rubber particles (typically 1% to 3% by weight of the total aggregate in the mixture) are used, generally, as a substitute for a small part of the fine aggregate. The dry process using ultra-thin rubber particles (such as the wet process), below 0.8 mm nominal diameter, leads to discontinuous mixtures with similar quality of those produced by the wet process. The results of this work corroborates the best performance of bituminous mixtures with added rubber by dry process when compared to conventional blends. Resistance to cracking propagation, fatigue resistance, and rut resistance are tested. Four-point bending tests on beams are used to infer about fatigue resistance. Wheel tracking tests on rectangular slabs are used to infer about rut resistance. The resistance to cracking is evaluated executing induced cracks on beams and rectangular slabs.

Resumo Foram estudadas as propriedades físico-mecânicas do solo-cimento autoadensável (SCAA), de forma a desenvolver misturas de solo, cimento, água e aditivos para o alcance de desempenho mínimo para sua aplicação em fôrmas monolíticas sem a necessidade de compactação e adensamento mecânico. Para tal, pesquisou-se com as misturas de SCAA nos traços 1:8 e 1:12 (cimento:solo, em massa) a influência da relação água-solo, do teor e do tipo de aditivo, e adotou-se como consistência fluida adequada do SCAA o diâmetro de espalhamento de 250 mm no ensaio de determinação de índice de consistência de argamassas. Posteriormente, foram realizados os ensaios de compressão axial, compressão diametral, retração e fissuração para a análise do desempenho físico-mecânico. Os resultados mostraram que o SCAA alcança autoadensabilidade a partir do uso de aditivos superplastificantes na faixa de 0,8% a 1,2% em relação à massa de cimento, sendo os parâmetros de relevância para fabricação do SCAA e atendimento às solicitações usuais de paredes monolíticas a dosagem mínima de cimento na ordem de 8% em relação à massa de solo arenoso; e os Limites de Atterberg como referência para a relação água-solo mínima. Abstract This study investigates the physical-mechanical properties of self-compacting soil-cement (SCSC) in order to develop mixtures of soil, cement, water and additives to achieve its minimal performance for its application on monolithic walls without mechanical compaction and densification. The influence of the soil/water proportion, the percentage and the type of additives in SCSC mixtures in the ratios 1:8 and 1:12 (cement:soil, in mass) were investigated, and the SCSC fluid consistency adopted in the test to determine the consistency index of the mortar was a 250mm-scatter diameter. Subsequently, mechanical strength, shrinkage and cracking tests were undertaken to analyse physical-mechanical performance. The results showed that SCSC achieves self-compacting properties - through the use of superplasticizer additives - ranging from 0.8% to 1.2% in relation to the cement mass, with the relevant parameters for manufacturing SCSC that meets the usual demands on monolithic walls being a minimum cement dosage of 8% in relation to sandy soil mass; and the Atterberg Limits as a reference for the water/soil ratio.

Dissertação de Mestrado em Engenharia Civil apresentada à Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade de Coimbra. A evolução das técnicas de projeto e execução de obra permitiu, regra geral, melhorias nas construções. Apesar disto, trouxe também o aparecimento de algumas patologias que provocam desgaste e redução de desempenho dos edifícios. As paredes de alvenaria sem função estrutural são aquelas onde mais se evidencia esta problemática. O esquecimento sucessivo, em fase de projeto, da relevância que as paredes possuem nos edifícios provoca o aparecimento de diferentes patologias ao longo da vida útil dos mesmos. Os movimentos de expansão e contração dos materiais constituintes das paredes de alvenaria, em particular os movimentos das argamassas de assentamento e dos tijolos cerâmicos, conduzem, com frequência a situações de grave fissuração. Estas surgem muitas vezes de forma inesperada e a sua reabilitação apresenta elevados custos e grandes dificuldades tecnológicas, para além das repercussões arquitetónicas. Nesta dissertação, pretendeu-se, numa primeira fase, sistematizar a informação mais relevante neste domínio, na perspetiva do apoio ao projeto de paredes de alvenaria não estruturais. De seguida procedeu-se à caracterização de uma parede específica em tijolo face à vista, em termos de movimentos naturais, e à avaliação, com recurso a ferramentas numéricas elementares, do seu efeito, em termos de tensões e potencial risco de fissuração. Isto foi conseguido através da simulação de modelos de paredes de alvenaria, com recurso ao programa Autodesk Robot Structural Analysis, com diferentes disposições de juntas de dilatação e com variações geométricas pontuais. Estes modelos foram sujeitos a variações de temperatura e de humidade. Foi ainda adotado um caso de estudo de um edifício que evidenciou alguns problemas de fissuração em fase de construção. The evolution of design and site execution techniques has broadly allowed improvements in constructions. Never the less, it has also induced the appearance of some pathologies, which have been related to cause strain and to decrease buildings performance. Non-structural masonry walls are those in which this kind of problems are evidenced the most. The successive neglect, in design stage, of the importance which these walls have throughout buildings lifespan, has provoked the appearance of several kinds of pathologies during that period. The contraction and expansion movements of materials which constitute masonry walls, such as displacements in settlement mortar and ceramic bricks, frequently cause the worrying occurrence of cracks. These frequently appear, in an unexpected way, and the necessary rehabilitation procedures imply great monetary costs and many technological difficulties, in its implementation, as well as possible architectural repercussions. It was intended, in a first stage of the present dissertation, to systematize the most relevant information to the subject of non-structural masonry walls design. In a second stage, the procedure consisted in the characterisation of a ceramic brick wall, in regard to its natural movements, and in the evaluation of it effects, in a tension and cracking risk point of view, with the assistance of elementary numerical tools. Such was achieved through masonry wall models simulations, recurring to Autodesk Robot Structural Analysis software, with the study of expansion joints different dispositions and with punctual geometric variations. These models were subjected to temperature and humidity variations. It was also adopted as case study, an existing building which manifested some cracking issues during construction phase.

Hot dip galvanizing is very effective means of protection against corrosion. Some recommendation concerning the steel quality are generally known and accepted. The process consists of cleaning (pickling or sand blasting) and dipping the structures or pieces into liquid zinc bath. The case study of hot dip galvanized steels is presented. Some recent failures of hot dip galvanized welded structures and hot dip galvanized high strength steel screws are presented. Structures were made of S355 grade steel and MIG/MAG process was applied for welding. Large cracks were observed in the vicinity of welds after hot dip galvanizing process. The presence of both hydrogen and liquid metal embrittlement was identified and associated mainly with higher hardness of HAZ or the quenched and tempered steels. Possible cracking mechanisms are discussed. The influence of chemical composition and production process (welding, heat treatment) was analyzed according to data published in literature. The solutions and recommendations for avoiding the failure in hot dip galvanized structures are proposed.Galvanização a quente é um meio muito efetivo de proteção contra a corrosão. Recomendações relativas a qualidade do aço são geralmente conhecidas e aceitas. O processo consiste de limpar (decapagem ou jateamento) e mergulhar as estruturas ou partes destas em um banho de zinco líquido. O presente trabalho apresenta casos de falhas recentes em estruturas soldadas e em parafusos de aços de alta resistência galvanizados a quente. As estruturas foram fabricadas com aço do grau S355 e o processo MIG/MAG foi usado para a soldagem. Os parafusos foram fabricados com aço de alto carbono. Grandes trincas foram observadas nas proximidades das soldas após o processo de galvanização a quente. A ocorrência de fragilização tanto por hidrogênio como por metal líquido foi identificada e associada com a dureza elevada tanto da ZTA como dos aços temperados e revenidos. Os possíveis mecanismos de fissuração são discutidos. A influência da composição química e processo de fabricação (soldagem e tratamento térmico) é analisada de acordo com dados publicados na literatura. Soluções e recomendações para evitar a falha em estruturas galvanizadas a quente são propostas.

Mestrado em Engenharia Civil A fissuração é uma patologia constante na alvenaria e deve a sua causa, entre vários fatores, a faltas de projeto de pormenores e ao défice de mão-de-obra especializada. Com o estudo presente nesta dissertação pretende-se abordar a fissuração, as suas causas e consequências e a reabilitação de alvenarias fissuradas. Este estudo recai principalmente na reabilitação de fissuras através da técnica de reparação em “ponte” e para tal foi elaborado um trabalho experimental de modo a verificar duas variáveis desta reabilitação e a descartar algumas soluções encontrando outras mais viáveis quer física, quer economicamente. No término deste trabalho e após análise dos resultados da atividade experimental, retiram-se informações úteis para trabalhos posteriores e são fornecidas sugestões, contribuindo deste modo para o estudo de uma técnica pouco documentada. Cracking is a constant condition in masonry and owes its cause, among several factors, is due to a lack of detailed projects and a deficit of skilled labor. The study presented in this thesis intends to address the cracking, its causes and consequences and the rehabilitation of cracked masonry. The study falls mainly in the rehabilitation of cracks through the “bridge” technique. For this purpose, an experimental setup was designed to verify two variables of this type of rehabilitation and to discard some solutions finding others more viable either physically or economically. At the end of the study and after analyzing the results of the experimental activity, useful information for further work and advice is provided, contributing this way to the study of a poorly documented technique.

The safety fundamental principle of reinforced concrete structures related of a possible collapse is that the security does not depend on the concrete resistance tensile strength to eliminate the risk of collapse without notice. The cracking caused by tensile stresses can affect the concrete structure and should be avoided to the natural structural collapse doesn t occur. The diagonal crack that appears on the act of breaking is called critical crack, characteristic of shear failure. In this work were experimentally studied the additional mechanisms from the shear resistant trusses in reinforced concrete frames without transverse reinforcement. The experimental experiments consists on testing eight frames that were subjected to a simple bending. Two concrete grades of characteristic the compressive strength were considered on the construction of the frames. To resist the bending stresses, the frame s beams are designed in the field 3 of the ultimate limit states. Different rates and diameters of longitudinal reinforcement were used. In all frames weren t considered the use of transverse reinforcement in the region of shear on the beams. From the results obtained were analyzed the proposed criteria to define the portion of the contribution for the shear resistance mechanisms of concrete without the use of transverse reinforcement and the influence of the concrete resistance and longitudinal reinforcement rates in the numerical results experimentally obtained. O princípio fundamental de segurança das estruturas de concreto armado, em relação a um eventual colapso, é que a segurança não dependa da resistência à tração do concreto a fim de eliminar o risco de colapso sem aviso prévio. A fissuração, proveniente de esforços de tração, pode causar a ruptura do concreto e deve ser evitada para que não ocorra o colapso estrutural. A fissura diagonal que surge no ato da ruptura é chamada de fissura crítica, característica da ruptura por força cortante. Nesta pesquisa foram realizados experimentos para analisar os mecanismos complementares ao de treliça de resistência ao cisalhamento em vigas de pórticos de concreto armado sem armadura transversal. O programa experimental consistiu no ensaio de oito pórticos e os modelos foram submetidos à flexão simples. Foram consideradas duas classes de resistências à compressão do concreto para a concretagem dos modelos. Para resistir os esforços de flexão, as vigas foram dimensionadas no domínio 3 do estado limite último. Foram usadas diferentes taxas e diâmetros de armaduras longitudinais de tração. Em todos os protótipos ou pórticos não foi considerado o uso de armadura transversal na região de esforços cortantes das vigas. A partir dos resultados obtidos foram analisados os critérios já propostos por normas para definir a parcela da contribuição relativa aos mecanismos resistentes de cisalhamento do concreto sem o uso de armadura transversal e a influência das resistências do concreto e taxas de armadura longitudinal nos resultados numéricos obtidos experimentalmente. Mestre em Engenharia Civil

O betão autocompactável surgiu a partir da evolução do betão convencional, tendo vindo a mostrar-se ao longo dos anos, um material versátil e eficaz. A menor relação água-ligante e a menor dosagem de agregado são as principais diferenças encontradas no betão autocompactável (além da utilização de adjuvantes e/ou adições). Estas características irão originar uma menor durabilidade das estruturas, consequente do aparecimento da fissuração, devido às grandes tensões geradas nos elementos estruturais, originadas através da retração. A retração apresenta uma elevada importância na durabilidade das estruturas de betão, nomeadamente, na conceção, dimensionamento, processo construtivo e no comportamento em serviço. Porém, devido aos mecanismos a ela envolvidos estarem ainda longe de serem totalmente compreendidos, têm surgido diversos métodos para a redução deste fenómeno. De forma a compreender melhor o fenómeno da retração e melhorar as características do betão autocompactável, foi realizado um trabalho experimental para avaliação deste fenómeno, introduzindo dois adjuvantes, um expansivo e um retardador de presa, em duas composições de betão autocompactável com diferentes superplastificantes. O estudo efetuado provou que o expansivo atua numa idade precoce, contribuindo para uma redução significativa da fissuração nas primeiras idades. No entanto, a utilização simultânea de um expansivo com um retardador de presa, não se mostrou tão eficaz no controle da retração; ### ABSTRACT: The self-compacting concrete has emerged from the evolution of conventionel concrete, proving to be a versatile and effective material over the years. The main differences found in self-compacting (besides the use of adjuvants and/or additives) are lower water-binder ratio and lower aggregate dosage. These features will result in reduced durability of structures, resulting in the appearence of cracks due to large stresses generated in the structural elements, caused by shrinkage. The retraction is of extreme importance in the durability of concrete structures, particularly in the design, sizing, constructive and performance process. Although its perfomance mechanisms are far from being fully understood, several methods have appeared to reduce this phenomenon. In order to further understand the shrinking phenomenon and improve the characteristics of self-compacting concrete, experimental work was conducted by introducing two adjuvants, an expansive and setting retarder in two blends of self-compacting concrete with different superplasticizeres. The study proved that the expansive additive contributed to a significant reduction of cracking at early years. However, the simultaneous use of an expansive with a setting retarder additive, was not as effective in controlling shrinkage.

FAPESPA - Fundação Amazônia de Amparo a Estudos e Pesquisas Esta pesquisa objetiva avaliar a retração, através da movimentação superficial de argamassa, ocorrência de fissuração e descolamento do revestimento. Foram escolhidos dois tipos de substrato, um com resistência de 30 MPa e o segundo com 40 MPa, dois tipos de argamassa, uma aditivada e uma mista, e duas espessuras da camada de revestimento, de 15 mm e 30 mm, com condição de exposição simulada a realidade da regiõ. Para isso, foram realizados ensaios de caracterização das argamassas no estado fresco (consistência, retenção de água, ar incorporado e densidade de massa) e no estado endurecido (resistência a compressão axial, tração na flexão, densidade de massa aparente, absorção de água, índice de vazios e massa especifica).Apos a confecção dos corpos-de-prova para avaliação, foram medidas as movimentações superficiais da argamassa durante 28 dias e ocorrência das fissuras e descolamento, bem como a verificação da resistência de aderência a tração do revestimento e a perda de água por evaporação das argamassas. Como resultados desta pesquisa, foram constatados que a variação da resistência do substrato não apresentou diferença significativa na analise da retração, bem como a espessura da camada para algumas series. Constatou-se também que o tipo da argamassa, ou seja, a composição do material exerce influencia direta na retração das mesmas.Em relação a perda de água das argamassas por evaporação, pode-se perceber que o aditivo incorporador de ar obteve mais exito na retenção de água dos materiais. No ensaio de resistência de aderência a tração, foi verificado que a influencia mais significativa foi em relação a composição das argamassas e que as mesmas apresentaram valores acima dos mínimos permitidos por norma. This research aims to evaluate the retraction, by the mortar superficial movement, occurrence of cracking and detachment of the mortar. Were choosed two types of substrate, one with a 30 Mpa resistance and other with 40 MPa resistance, also were used two types of mortar, one with additive and other lime based, two thicknesses of coating layer, from 15 mm and 30 mm, and was simulated the exposure condition that the region has.For this, tests were performed to characterize the mortar in the fresh state (consistency, water retention, air entrainment and mass density) and in the hardened state (compressive strength, tensile strength in bending, specific gravity, water absorption, voids and density). After preparation of the samples for evaluation, were taken the measures of superficial movement of the mortar for 28 days and the occurrence of cracks and detachment, as well as the verification of the bond strength of the coating and also the loss of water by evaporation of mortars. As a result of this research, it was observed that the variation of the resistance of the substrate analysis not showed a significant difference in the shrinkage, as well as the thickness of the layer to some series. It was also found that the type of mortar, or the material composition, has a direct influence on retraction. With regard to water loss by evaporation from the mortar, it can be seen that the additive achieved greater success in water retention materials. In the test of bond strength, was found that the most significant influence was in relation to the composition of the mortars and that they had values above the minimum allowed by regulatory norm.

As aplicações do betão com agregados leves foi iniciada há mais de dois milénios pelos Romanos, sendo esse material produzido inicialmente com agregados leves naturais. Apesar do uso em Portugal ainda ser reduzido, quando comparado com outros países da Europa e da América, a utilização do betão estrutural de agregados leves (BEAL) pode ser bastante vantajosa, principalmente em elementos de laje e tabuleiros de pontes, associando a redução do peso próprio a resistências elevadas. Além da eficiência de desempenho estrutural e das vantagens económicas globais, o BEAL apresenta geralmente elevado desempenho de durabilidade, sendo uma solução competitiva em obras de reabilitação e reforço estrutural e de elementos pré-fabricados. Uma vez que a aplicação de BEAL em elementos de laje é particularmente vantajosa e eficiente, o estudo do comportamento e respetiva resistência ao punçoamento é fundamental para os casos de lajes fungiformes em BEAL armado. Apesar dos recentes códigos europeus estabelecerem parâmetros e expressões de dimensionamento para esse tipo de betão, estes são geralmente baseados nos dos betões de densidade normal e corrigidos por coeficientes de correção para os BEAL, os quais resultam, por vezes, em desvios significativos. Aliando a este facto, a escassez de estudos experimentais para essa aplicação, o presente estudo surge nesse contexto. O trabalho de investigação apresentado tem como principal objetivo o estudo do punçoamento centrado em lajes de BEAL, variando a sua resistência. Para o efeito foram produzidas seis lajes, onde se utilizaram três tipos de BEAL com diferentes classes de resistência à compressão. Produziram-se duas lajes de cada classe de resistência e procedeu-se aos ensaios definidos, aplicando uma carga pontual no centro da laje, com aumento gradual até originar a rotura por punçoamento. Através da análise dos resultados dos ensaios, observou-se que, o aumento da resistência do betão à compressão originou maior capacidade resistente ao punçoamento e maior capacidade de deformação das lajes ensaiadas. Estudaram-se também os seguintes parâmetros, em função da resistência do BEAL: carga de fendilhação, rigidez, o ângulo do cone de punçoamento e o perímetro de contorno crítico. Os valores obtidos foram ainda comparados com as previsões de vários códigos de betão armado e apresentam-se as principais conclusões

Tese de mestrado integrado. Engenharia Civil. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2012

Os grandes blocos de fundação dos edifícios e das pontes podem apresentar fissuras superficiais já nas primeiras horas após a concretagem. Em virtude do grande volume de concreto, a temperatura no interior do bloco pode atingir valores muito elevados, como consequência do calor de hidratação do cimento. Devido aos fortes gradientes de temperatura, a superfície do bloco fica tracionada, podendo fissurar. O objetivo desse trabalho é abordar esse tema, analisando as principais variáveis envolvidas, e sugerir uma metodologia de projeto para o cálculo das armaduras de pele dos blocos de concreto armado.

Mestrado em Engenharia civil O objectivo do presente trabalho é o de contribuir para uma melhoria do conhecimento do comportamento dos pavimentos rodoviários do tipo semi-rígido, através da análise dos processos de degradação conducentes ao aparecimento do fenómeno da reflexão de fendas. No campo de estudos dos pavimentos semi-rígidos surge o interesse de analisar o comportamento das fendas existentes na camada de base estrutural do pavimento e o modo como a sua reflexão se reproduz às camadas superiores, quando este se encontra sujeito a solicitações provenientes do tráfego rodoviário. Efectuou-se neste trabalho essa análise com recurso à modelação numérica, onde se realizaram diversos modelos-tipo de pavimento semi-rígido no programa de cálculo estrutural Sap2000®. Apresentou-se uma análise comparativa entre esses pavimentos ao nível de tensão instalada, onde se fez variar a posição da carga aplicada (que simula o tráfego rodoviário) e as espessuras das camadas dos vários modelos-tipo de pavimentos. Assim determinou-se como se comporta este tipo de pavimento, quando se encontra fendilhado na camada de base e é solicitado. Com a finalidade de que se encontrem soluções que futuramente não só controlem, mas que evitem esta tendência, observou-se como a fenda se propaga até à superfície e como as cargas são transmitidas nessa zona. The aim of this work is to contribute to an improved understanding of the behaviour of semi-rigid road pavements, by analysis of degradation processes leading to the emergence of the phenomenon of reflection cracks. In field studies of semi-rigid pavements it is intriguing to analyze the behaviour of existing cracks in the base layer of pavement structure and how it reproduces its reflection to the upper layers, while it is subject to requests from road traffic. This work was carried out this analysis using the numerical modeling, where they underwent various design types of semi-rigid pavement, the structural analysis program SAP2000®. Presenting a comparative analysis between these floors installed at the level of tension, which was varied the position of the applied load (to simulate road traffic) and the thickness of layers of different design types of floors. To thus determine how it behaves this type of pavement, when it is cracked in the base layer and is asked, noting how the cracks propagate to the surface and how the loads are transmitted in the area of the slits. In order that solutions can be found in the future not only to control, but also to avoid this trend.

As infra-estruturas de rede de radiocomunicações são o suporte físico para a instalação do equipamento de rádio para a emissão de ondas electromagnéticas que permitem as telecomunicações móveis, sendo um património valioso tanto a nível de bem como de garantia de serviço. Como qualquer infra-estrutura é imprescindível a sua manutenção de forma a garantir o prolongamento da vida do bem e a segurança dos seus utilizadores. Na degradação de um poste ou torre estão envolvidos vários factores nomeadamente relacionados com as características do material, construção, ambientais e utilização. Pretende o presente relatório descrever os principais aspectos relacionados com implementação do processo de avaliação do estado estrutural dos postes ou torres, através da observação, inspecção e ensaios e, ainda descrever a metodologia implementada para a conservação estrutural, prevenção dos riscos na sua utilização e manutenção. Todo o processo implementado teve em consideração a segurança de pessoas e bens prevista na lei bem com a garantia dos trabalhos executados na fase de execução e a longo prazo, com ferramentas específicas de controlo e fiscalização.

Tese de mestrado integrado. Engenharia Electrotécnica e de Computadores (Major Automação). Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2010

Tese de mestrado integrado. Engenharia Civil. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2010

Neste trabalho é investigada a influência das fibras de aço e das adições minerais (sílica ativa e cinza volante) na fissuração de tirantes de concreto armado. Fibras de aço com gancho nas extremidades e relação de aspecto igual a 65 foram usadas nas frações volumétricas de 0,75%, 1,00% e 1,50%. Dezesseis tirantes de 800 mm de comprimento e seção transversal quadrada de 150 mm de lado reforçados com uma barra de aço CA-50 de 20 mm de diâmetro foram submetidos à tração axial para determinação das aberturas das fissuras. Os resultados mostraram que as fibras reduziram a abertura média de fissuras em até 75% e que as adições minerais melhoraram o comportamento do concreto na fissuração. As aberturas de fissuras foram comparadas aos valores sugeridos pelas recomendações das normas brasileira, americana e européia, que se mostraram inadequadas para estimar a abertura de fissuras em concretos reforçados com fibras. In this work the influence of steel fibers and mineral additions (silica fume and fly-ash) on cracking behavior of reinforced concrete tension members was investigated. Hooked-end steel fibers with aspect ratio of 65 were used in volumes of 0.75%, 1.00% e 1.50%. Sixteen tension tests were performed in tension members 800 mm long with square cross section of 150 mm of side reinforced with single bar of CA-50 steel with diameter of 20 mm for determining crack widths. The results showed that steel fibers reduced the average crack width up to 75% and mineral additions improved cracking behavior of concrete. Crack widths were compared with suggested values by Brazilian, American and European recommendations, which were unsuitable for estimating crack width in steel fiber reinforced concrete.

Hot dip galvanizing is very effective means of protection against corrosion. Some recommendation concerning the steel quality are generally known and accepted. The process consists of cleaning (pickling or sand blasting) and dipping the structures or pieces into liquid zinc bath. The case study of hot dip galvanized steels is presented. Some recent failures of hot dip galvanized welded structures and hot dip galvanized high strength steel screws are presented. Structures were made of S355 grade steel and MIG/MAG process was applied for welding. Large cracks were observed in the vicinity of welds after hot dip galvanizing process. The presence of both hydrogen and liquid metal embrittlement was identified and associated mainly with higher hardness of HAZ or the quenched and tempered steels. Possible cracking mechanisms are discussed. The influence of chemical composition and production process (welding, heat treatment) was analyzed according to data published in literature. The solutions and recommendations for avoiding the failure in hot dip galvanized structures are proposed. Galvanização a quente é um meio muito efetivo de proteção contra a corrosão. Recomendações relativas a qualidade do aço são geralmente conhecidas e aceitas. O processo consiste de limpar (decapagem ou jateamento) e mergulhar as estruturas ou partes destas em um banho de zinco líquido. O presente trabalho apresenta casos de falhas recentes em estruturas soldadas e em parafusos de aços de alta resistência galvanizados a quente. As estruturas foram fabricadas com aço do grau S355 e o processo MIG/MAG foi usado para a soldagem. Os parafusos foram fabricados com aço de alto carbono. Grandes trincas foram observadas nas proximidades das soldas após o processo de galvanização a quente. A ocorrência de fragilização tanto por hidrogênio como por metal líquido foi identificada e associada com a dureza elevada tanto da ZTA como dos aços temperados e revenidos. Os possíveis mecanismos de fissuração são discutidos. A influência da composição química e processo de fabricação (soldagem e tratamento térmico) é analisada de acordo com dados publicados na literatura. Soluções e recomendações para evitar a falha em estruturas galvanizadas a quente são propostas.

This work evaluates a finishing mortar containing residues of discarded rubber tires, produced with cement, lime and sand, in a ratio of 1:1.5: 9, mixed by volume, with the addition of crushed rubber powder in the proportions of 0, 6, 8, 10 and 12% of aggregate volume. Specific mass, the level of air content and water retention were evaluated in the plastic state. In cylindrical specimens, the axial compressive strength, traction resistance by diametral compression, static deformation module and water absorption by immersion were evaluated in the dry state; and the tensile bond strength and the fissuration in the specimens applied on substratum. The mortar with tire residues presented lower incidences of visible fissures in the finishing, reduction in the deformation module and resistance, and an increase in the level of air content. The studied product is an alternative that can contribute to the reduction of fissures in cemented coverings. Este trabalho avalia uma argamassa de revestimento com resíduos de pneus inservíveis, produzida com cimento, cal virgem e areia, no traço 1: 1,5: 9 (em volume) e adição de pó de borracha moída, nas proporções 0, 6, 8, 10 e 12% do volume de agregado. Avaliou-se a massa específica, o teor de ar incorporado e a retenção de água no estado plástico e em corpos de prova cilíndricos, a resistência à compressão axial, a resistência à tração por compressão diametral, o módulo de deformação estática e a absorção de água por imersão no estado endurecido; e a resistência de aderênia à tração e a fissuração em corpos de prova aplicados sobre substrato. A argamassa com resíduo apresentou menores incidências de fissuras no revestimento, redução no módulo e na resistência e aumento no teor de ar incorporado. O produto estudado é uma alternativa que contribui para a redução de fissuras em revestimentos argamassados.

Tese de mestrado integrado. Engenharia Civil (especialização em Construções). Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2008

Structural analysis of framed structures using discrete method, wherein, splitting them into elements with simplified considerations, can bring not satisfactory results or end up using very high safety coefficient to the structure. With the growth of computing and microcomputers it is feasible the resolution of structures considering all parts, therefore three-dimensional. The scope of this work is to make a physical and geometrical non-linear analysis of three-dimensional framed structures with re-bar elements, which can be joined by monolithic or semi-rigid connection, that is commonly used in Precast concrete structures. In order to reach this aim, has been developed a free software using PASCAL language and structural matrix analysis, adding up concrete physical nonlinear analysis with Branson expression. The geometric non-linear was considered from a present Lagrangean formulation. In both cases, it was used the incremental loading technique, which showed a very interesting relation between the results. In order to consolidate the studied concepts and to validate the developed software, it was dedicated a special attention to the resolution of several samples, comparing them with the given results of other software and also with values from experimental analysis, specially for the semi-rigid connections A análise de estruturas de forma discretizada, ou seja, separando-a em outras estruturas com considerações simplificadoras, pode conduzir a resultados não satisfatórios ou o emprego de coeficientes de segurança muito grandes. Com o advento da informática e microcomputadores já é viável a resolução de estruturas considerandoas como um todo e portanto tridimensionais. Desta forma, objetivo deste trabalho é realizar a análise não linear física e geométrica de estruturas tridimensionais reticulares compostas por elementos de barra, os quais podem ser unidos por ligações monolíticas ou semi-rígidas, como ocorre para estruturas de concreto pré-moldado. Para atingir esta finalidade, desenvolveu-se um programa livre em linguagem TURBO PASCAL, utilizando-se da análise matricial de estruturas, acrescida da consideração da não linearidade física do concreto a partir da equação de Branson. A não linearidade geométrica foi considerada a partir de uma formulação lagrangiana atualizada. Em ambos os casos, utiliza-se a técnica do carregamento incremental, a qual se mostrou bastante interessante em relação aos resultados obtidos. A fim de consolidar os conceitos estudados e também para validar o programa elaborado, dedica-se especial atenção à resolução de vários exemplos, comparando-se os resultados obtidos com outros programas já devidamente validados, e também com valores obtidos a partir da análise experimental, principalmente para o caso das ligações semi-rígidas

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior This work presents a numerical method for the evaluation of internal forces and displacements in reinforced concrete straight beams considering cracking and the influence of longitudinal and transversal reinforcement. In order to simulate cracking behavior, the elasticity module of the cracked element is reduced depending on the dimensions of the finite element. The physical non-linear behavior of concrete and steel is also considered. The finite element method was used for a rectangular element with four nodes representing the concrete. A hinged end bar element in tension and compression was used for steel. The numerical results obtained compared satisfactorily with the experimental ones available in the technical literature. The results were analyzed by graphs and tables. The analysis showed the proposed method is actually appropriate for reinforced concrete beams simulations. O presente trabalho apresenta um método numérico para a determinação dos esforços e deslocamentos em vigas retas de concreto armado levando em consideração a fissuração e a influência das armaduras longitudinais e transversais. Para simular numericamente as fissuras, o elemento fissurado tem seu módulo de elasticidade reduzido em função das dimensões do elemento finito. Também é considerada a não-linearidade física dos materiais aço e concreto. Empregou-se o método dos elementos finitos com elementos retangulares de quatro nós para o concreto e elementos do tipo barra com capacidade de tração ou compressão para o aço. A validação do sistema computacional foi feita através de comparações entre resultados numéricos do programa com resultados experimentais desenvolvidos por outros pesquisadores. Os resultados são comparados entre si através das respostas mostradas em gráficos e tabelas mostrando que o método utilizado é bastante apropriado para a análise de vigas de concreto armado. Mestre em Engenharia Civil

Financiadora de Estudos e Projetos This research deals with the experimental investigation of time dependent deformations in partially precast floors with composite beam-and-block floor systems made with reinforced concrete lattice joist through the measurement of deflections of prototypes with real dimensions. It is a continuation of several researches of composite beam-and-block floor systems done in Universidade Federal de São Carlos. Besides the accompanied measurement deflections of four already existents prototypes, with ages of three and a half years, it was studied eight new prototypes built in pairs. Four prototypes are localized in an acclimatized room in other to keep the values of temperature and humidity constant, and the other four prototypes, with identical characteristics, localized inside of a covered area where the temperature and humidity vary. The climatic variations were measured and analyzed in the evaluation of time dependent deformation. In the new prototypes the strain were also accompanied in the concrete and in the reinforcement, as well as their influences in time dependent deformation. Simultaneously to the experimental study, models for predicting creep are tested for prediction of deflections along the time, including the new version of Brazilian Code for Structural Concrete (NBR6118:2003). The research also establishes the ratio of long-term deflections (infinite) to the instantaneous deformation and it evaluates how the deformation develops in composite beamand- block floor systems of different supports, wherein statically and hyperstatically structures were studied. As a conclusion in this research, conforming in others already done by the study group, it has been found the results give strongly indication that the composite beam-and-block floor systems deformations are a decisive factor in design and that the shrinkage of the concrete increases this effect. Esta pesquisa visa determinar experimentalmente a evolução da deformação ao longo do tempo de lajes com vigotas pré-moldadas unidirecionais de concreto através da medição de flechas de protótipos com dimensões reais. Trata-se de uma continuação dos estudos de sistemas estruturais de lajes pré-moldadas realizados na Universidade Federal de São Carlos. Além de prosseguir o acompanhamento de quatro protótipos já existentes, com idades de três anos e meio, são estudados oito novos protótipos construídos aos pares. Quatro protótipos estão localizados em uma sala climatizada, de maneira que se mantenha o valor constante tanto de temperatura como de umidade e outros quatros protótipos, com características idênticas, estão localizados dentro de área coberta em que tanto a temperatura e quanto a umidade variam. As variações climáticas são medidas e analisadas na avaliação das flechas ao longo do tempo para lajes pré-moldadas. Nestes novos protótipos também são acompanhadas as variações de deformações no concreto e na armadura, assim como suas influências nas deformações ao longo do tempo. Simultaneamente ao estudo experimental, são testados modelos para avaliação da flecha ao longo do tempo, inclusive os contidos na nova versão da NBBR6118:2003. O projeto também estabelece uma relação entre a deformação ao longo tempo (infinito) com a deformação imediata e avalia como evolui a deformação em peças com taxa de armadura e condições de apoio diferentes. Estudam-se peças simplesmente apoiadas e contínuas. Nesta pesquisa, assim como em outros trabalhos do grupo já realizados, fica confirmado que a deformação da peça é um fator determinante no dimensionamento da peça e que a fissuração do concreto amplia este efeito.

In recent years, the construction of foundation elements from large-volume reinforced concrete is becoming increasingly common. This implies a potential increase in the risk of cracks of thermal origin, due to the heat of hydration of cement. Under these circumstances, these concrete elements need to be treated using the mass concrete theory, widespread in dam construction, but little used when designing buildings. This paper aims to present a case study about the procedures and problems involved in the construction of a spread footing with a volume of approximately 800m³ designed for the foundation of a shopping center in São Paulo, Brazil. RESUMO Atualmente, tem sido cada vez mais comum a concepção de elementos de fundações em concreto armado de grandes volumes. Essa situação, geralmente implica num aumento potencial do risco do surgimento de fissuras de origem térmica, devido ao calor de hidratação do cimento. Nessas circunstâncias, tais elementos precisam ser tratados no enfoque da teoria referente ao concreto massa, muito difundida em barragens, mas ainda pouco utilizada no projeto de estruturas de edificações. Neste breve contexto, este artigo apresenta um estudo de caso contemplando os procedimentos e problemas envolvidos na concepção e execução de uma sapata de fundação com cerca de 800m³ projetada para a fundação de um Shopping Center na cidade de São Paulo, SP.

Submitted by Alberto Vieira (martins_vieira@ibest.com.br) on 2021-01-27T20:46:28Z No. of bitstreams: 1 140752.pdf: 1294383 bytes, checksum: 70b1f6bc93aef0e90f3c1fcafa3488ff (MD5) Approved for entry into archive by Moreno Barros (moreno@ct.ufrj.br) on 2021-12-20T14:45:11Z (GMT) No. of bitstreams: 1 140752.pdf: 1294383 bytes, checksum: 70b1f6bc93aef0e90f3c1fcafa3488ff (MD5) Made available in DSpace on 2021-12-20T14:45:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 140752.pdf: 1294383 bytes, checksum: 70b1f6bc93aef0e90f3c1fcafa3488ff (MD5) Previous issue date: 1975-11 CAPES Este trabalho é um estudo da flexão em vigas de concreto leve estrutural ,armado com aço encruado por torção, tendo por finalidade fazer verificações quanto à aplicabilidade das recomendações do Comité Européen du Béton - Fédération Internationale de la Précontrainte (CEB-FIP). As observações concentram-se na avaliação da segurança no estado limite último e no comportamento estrutural do concreto leve em situações de serviço Os modelos experimentais são constituidos por seis pares de vigas, distintos entre si pela percentagem geométrica de armadura. Os resultados dos ensaios são comparados com os valores teóricos a partir das recomendações CEB-FIP. Dessa comparação concluiu-se que: i) A resistência à flexão das vigas de concreto leve ensaiadas pode ser determinada pelos critérios das recomendações do CEB-FIP para o concreto normal; ii) As deformações em serviço também podem ser avaliadas por esses critérios, desde que se leve em conta uma redução do módulo de elasticidade teórico. iii) As aberturas de fissura calculadas pelos critérios do CEB-FIP, se aproximam ligeiramente dos valores experimentais nas peças normalmente armadas e superarmadas. Cette étude concerne le comportement de poutres en béton armé de granulats légers, armées avec des aciers écrouis, dans le but de vérifier les possibilites d'application des Recommendations du Comité Européen du Béton à ce type d'elément de structure. Les observations faites ont, surtout, visé l 'évaluation de la securité vis-à-vis de l 'état-limite ultime de rupture et le comportement des matériaux dans les états d'utilisation. Les essais ont porté sur six groupes de poutres de differents pourcentages geométriques d'armature, chaque groupe é tant constitué par deux poutres. Les résultats des essais ont été comparés avec les valeurs théoriques déterminées à partir des Recommandations CEB-FIP. Cette comparaison a abouti aux conclusions suivantes: i) La résistence à flexion des poutres comme celles essayées peut étre déterminée par les critères recommandés par le CEB-FIP pour les bétons normaux. ii) Les déformations en service peuvent aussi être déterminées par les critères CEB-FIP, pourvu que le module de déformation adopté soit corrigé. iii) Les valeurs des ouvertures des fissures calculées par les critères CEB-FIP peuvent se comparer, approximativement, avec les valeurs mésurées sur des poutres normalement et fortement armées.

Trabalho Final de Mestrado para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Civil Ao longo do tempo, as construções típicas como edifícios, obras de arte, infra-estruturas, etc, sofrem danos pelas mais diversas causas, tais como: Acidentes, deformações nos solos, erros construtivos e deterioração dos materiais que compõem os revestimentos. Entre os danos mais comuns, a fissuração tem usualmente duas origens distintas, deformação estrutural ou deterioração/retracção do betão e materiais de revestimentos. Neste trabalho, a técnica de varrimento laser 3D, já largamente utilizada no ramo da arquitectura, é explorada como ferramenta para detecção e caracterização de fissuras através da modelação de nuvens de pontos. A sua análise foi realizada através do software Mathematica e Meshlab que permitiu o tratamento da informação recolhida, a reconstrução de superfícies 3D e a recolha de informação sobre as fissuras. Desta forma, pretende-se com este estudo desenvolver novas metodologias, mais rápidas e precisas que irão apoiar o mapeamento e diagnóstico de fissuras visando a sua reabilitação. Abstract: Over time, typical construction such as buildings, bridges, infrastructures, amongst others, are damaged by the most diverse causes, namely: Accidents, deformations in soils and structure, construction errors and deterioration of materials that compose the coatings. Among the most common effects, cracking usually has two distinct origins, structural deformation or deterioration / shrinkage of the concrete and coating materials. In this study, the 3D laser scanning technique, already widely used in the field of architecture, is explored as a tool for detection and characterization of cracks through point clouds modelling. The analysis was performed using the Mathematica and Meshlab software that allowed the handling of collected data, the reconstruction of 3D surfaces and gathering of information regarding cracks. With this study it is intended to develop new, faster and more accurate methodologies that will support the mapping and diagnosis of cracks aiming their rehabilitation.

Mestrado em Engenharia Mecânica Um dos modos de rotura mais comuns dos laminados compósitos é a fissuração transversal, fenómeno que tem sido objecto de muita investigação. Neste trabalho realizou-se um estudo experimental com laminados cruzados [(0/90)6/0], [(0/902)4/0] e [(0/903)3/0], designados por L1, L2 e L3, respectivamente, que foram sujeitos a ensaios de tracção e de flexão. Os objectivos principais eram avaliar o efeito da fissuração transversal nas perdas de rigidez e a influência do agrupamento de camadas a 90º na tensão de início de fissuração transversal. Nos ensaios de tracção observou-se claramente fissuração transversal, mas esta afectou muito pouco a rigidez do laminado. A tensão de início de perda de rigidez foi menor para o laminado L3, com mais camadas agrupadas a 90º. De registar as elevadas tensões longitudinais de rotura das camadas a 0º, que impediram o ensaio até à rotura dos laminados L1 por limitação da capacidade de carga da máquina de ensaios disponível. Por outro lado, nos ensaios de flexão houve perdas de rigidez mais notórias. Todavia, não se observaram fissuras transversais, o que indica que as referidas perdas de rigidez se deveram muito provavelmente a comportamento tensão-deformação não-linear das camadas a 90º. Na realidade, as tensões transversais de início de perda de rigidez foram muito semelhantes para todos os laminados. A rotura das camadas a 0º externas por encurvadura com delaminagem a tensões inferiores às da rotura à tracção contribuiu também para evitar o aparecimento de fissuras transversais nos ensaios de flexão. Transverse cracking is one of the common failure modes of laminated composites and thus has been the subject of considerable research. This work consisted of an experimental study involving the [(0/90)6/0], [(0/902)4/0] and [(0/903)3/0] cross-ply laminates, here designated by L1, L2 and L3, respectively. Tensile and flexural tests were conducted in order to evaluate the stiffness losses caused by transverse cracking and the effect of 90º ply clustering on the onset of transverse cracking stresses. Transverse cracks were observed in tensile test specimens, but they produced very small stiffness losses. The onset of stiffness loss stress was lower for L3 laminates, which had more clustered 90º plies. It is worth mentioning the very high longitudinal strengths of 0º plies, which prevented tests up to failure of L1 laminates owing to the limited load capacity of the testing machine available. More significant stiffness losses were observed in flexural tests, but no transverse cracks were detected. This indicates that stiffness losses were caused by the non-linear stress-strain behaviour of 90º plies. In fact, the ply onset of stiffness loss stresses were very similar for all laminates. Failure of external 0º plies by delamination buckling at longitudinal stresses much lower than tensile strengths contributed to avoid transverse cracking.

Mestrado em Engenharia Civil Apesar de a construção de edifícios em alvenaria de tijolo face à vista não ser muito abundante em Portugal, é importante mudar a mentalidade em relação a esta solução, por forma a reduzir os erros de conceção e execução que tão frequentemente estão associados a esta solução. A boa construção das paredes de alvenaria, sendo uma das principais fontes de patologia dos edifícios, permite uma resposta eficiente ao vasto leque de requisitos funcionais. A maioria das patologias decorre de uma prática construtiva desadequada ou de uma conceção deficiente. A legislação existente, aliada aos vários estudos e guias de recomendações práticas de aplicação já emitidos, constitui uma padronização dos processos e técnicas construtivas fulcral para a garantia da construção com qualidade. Este trabalho reúne algumas recomendações relativamente à boa prática de construção de alvenaria de tijolo face à vista, apontando simultaneamente os principais erros e defeitos associados, na expectativa de contribuir para a sua divulgação e difusão como solução construtiva. Despite the fact that brick masonry veneers are not commonly used in building construction in Portugal, a mentality shift towards this kind of solution is important, in order to reduce the conception and execution defects that so frequently occur in this type of construction. The good construction of masonry walls, which are one of the main sources of anomalies in buildings, allows an efficient response on the vast range of functional requirements. The existing legislation, combined with the several studies and practical application guides already emitted, institute a standardization of the building processes and techniques, playing an important role on the construction quality. This work gathers some recommendations for good construction techniques, pointing out the frequent defects and anomalies associated, with the expectation of contributing to its divulgation and diffusion as a façade construction technique.