PAPERS
- ARTIGOS |
Similaridades
entre resistência à punção em lajes-cogumelo e ao
cisalhamento em vigas de concreto armado com fibras
de aço |
Similarities
between punching and shear strength of steel fiber
reinforced concrete (SFRC) slabs and beams |
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Full
Paper: |
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J.B.
DE HANAI, K.M.A. HOLANDA |
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Abstract
This paper discusses
the influence of steel fiber in both punching
strength of flat slabs and shear strength of concrete
beams. Similarities in the structural behavior
were observed in an experimental analysis of analogous
slabs and beams. The analogous slabs and beams
had the same height, longitudinal reinforcement
ratio and concrete properties. Concrete mixtures
were designed to attain different strength levels,
from ordinary to high-strength range. Hooked-end
steel fibers with circular section and rectangular
section and different aspect ratios were used.
Ultimate load capacity and ductility of analogous
slabs and beams showed the same performance tendencies
as the fiber content varied from 0% to 2%. Analytical
investigations were developed to evaluate the
ultimate load capacity of slabs and beams. The
main conclusions are: a) shear tests on prismatic
beams provide useful information for steel fiber
reinforced concrete (SFRC) mixture design for
slab application; b) theoretical strength models
that have a linear dependence on fiber content
can be used to predict the effect of fiber addition.
Keywords: punching shear; shear
strength; flat slab; beam; steel fiber reinforced
concrete (SFRC). |
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Resumo
O artigo analisa a influência da
adição de fibras de aço ao concreto, tanto na
resistência à punção em lajes-cogumelo quanto
na resistência ao cisalhamento em vigas de concreto
armado. Pela análise dos resultados de ensaios
de modelos estruturais de lajes e vigas em condições
análogas, foram identificadas similaridades de
efeitos no seu comportamento estrutural. As lajes
e vigas análogas testadas tinham a mesma altura,
taxa de armadura longitudinal e propriedades do
concreto. Os concretos aplicados foram dosados
para atingir diferentes níveis de resistência,
inclusive aquelas consideradas elevadas. As fibras
empregadas eram de fios de seção transversal circular
e retangular, com ganchos nas extremidades e diferentes
relações de aspecto. A capacidade resistente última
e a ductilidade das lajes e vigas análogas mostraram
as mesmas tendências, conforme o volume de fibras
de aço variou entre 0% e 2%. Desenvolveu-se uma
análise teórica para avaliar a capacidade resistente
última das lajes e vigas, sendo que as principais
conclusões foram: a) os ensaios de flexão sobre
prismas de concreto fornecem informações muito
úteis para a dosagem de concretos com fibras de
aço e sua aplicação em lajes sujeitas à punção;
b) modelos teóricos que assumem uma dependência
linear entre capacidade resistente (à punção e
ao cisalhamento) e o volume de fibras oferecem
resultados satisfatórios para dimensionamento.
Palavras-chave: concreto com
fibras; laje-cogumelo; vigas; punção; cisalhamento. |
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Análise teórica
e experimental de vigas de concreto armado com armadura
de confinamento |
Theoretical
and numerical analysis of reinforced concrete beams
with confinement reinforcement |
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Full
Paper: |
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R.
G. DELALIBERA, J. S. GIONGO |
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Abstract
This paper discusses
the use of confinement in over-reinforced concrete
beams. This reinforcement consists of square stirrups,
placed in the compression zone of the beam cross-section,
in order to improve its ductility. A parametric
numerical study is initially performed, using
a finite element computational program that considers
the material nonlinearities and the confinement
effect. To investigate the influence of the transverse
reinforcing ratio on the beam ductility, an experimental
program was also conducted. Four over-reinforced
beams were tested; three beam specimens with additional
transverse reinforcement to confine the beams,
and one without it. All specimens were fabricated
with a concrete designed for a compressive strength
of 25 MPa. The experimental results show that
the post-peak ductility factor is proportional
to the confining reinforcement ratio, however
the same is not observed for the pre-peak ductility
factor, which varied randomly with changes in
the confining reinforcement ratio. It was also
observed from the experiments that the confinement
effect tends to be smaller close to the beam neutral
axis.
Keywords: beams; confinement
reinforcement; ductility. |
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Resumo
Este trabalho discute a utilização
de armadura de confinamento em vigas superarmadas
de concreto armado. Essa armadura é constituída
de estribos quadrados colocados na região de compressão
da seção transversal da viga, aumentando a ductilidade.
Para a análise numérica, utilizou-se um programa
computacional baseado no Método dos Elementos
Finitos que considera o efeito do confinamento
no concreto, possibilitando estudar criteriosamente
a influência da armadura de confinamento em vigas
superarmadas. Na etapa experimental foi investigada
a influência da taxa volumétrica da armadura transversal
de confinamento, sendo realizados ensaios de quatro
vigas superarmadas - três detalhadas com estribos
adicionais destinados ao confinamento e uma projetada
sem armadura de confinamento. Todas as vigas tiveram
deformações nas barras da armadura de tração próximas
a ey e resistência média à compressão do concreto
de 25 MPa. Os resultados experimentais mostraram
que o índice de ductilidade pós-pico é proporcional
à taxa volumétrica da armadura transversal de
confinamento. Isso não aconteceu para o índice
de ductilidade pré-pico, que teve variação aleatória
com a taxa volumétrica de armadura de confinamento.
Observou-se também que a resistência à compressão
do concreto confinado no núcleo de confinamento
diminuiu na proximidade da linha neutra.
Palavras-chave: vigas; armadura
de confinamento; ductilidade; concreto armado. |
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Variabilidade
da aderência e das propriedades mecânicas do concreto
auto-adensável |
Variability
of the bond and mechanical properties of self-compacting
concrete |
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Full
Paper: |
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Trabalho
Completo: |
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F.
M. ALMEIDA FILHO, B. E. BARRAGÁN, J. R. CASAS,
A. L. H. C. EL DEBS |
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Abstract
This main objective
of this research is to evaluate the variability
of the mechanical properties (compressive strength,
modulus of elasticity and tensile strength) and
bond strength of the self-compacting concrete
(SCC), with 50 MPa compressive strength at 28
days, varying the maximum aggregate size and the
SCC fluidity. The tests were made in 15 x 30 cm
concrete cylinders and in beams standardized by
Rilem-Ceb-Fib (1973). In agreement with the obtained
results, can be concluded that the variability
of the self-compacting concrete is small for the
modulus of elasticity and for the compressive
strength, but the tensile strength presented a
significant variability due to the failure mode.
About the bond strength, the variability was small
showing that the self-compacting concrete is reliable
and possesses great potential for use in the civil
construction.
Keywords: Self-compacting concrete,
variability, hardened state, steel-concrete bond,
beams, statistical analysis. |
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Resumo
Esta pesquisa tem como objetivo
estudar a variabilidade das propriedades mecânicas
(resistência à compressão, módulo de elasticidade
longitudinal e resistência à tração) e da resistência
de aderência do concreto auto-adensável (CAA),
com resistência à compressão do concreto de 50
MPa aos 28 dias, variando o tamanho máximo do
agregado graúdo e sua fluidez. Os ensaios foram
realizados em corposde- prova de 15 x 30 cm e
em vigas padronizadas de acordo com o Rilem-Ceb-Fib
(1973). De acordo com os resultados obtidos, pode-se
concluir que a variabilidade do concreto auto-adensável
é pequena para o módulo de elasticidade e para
a resistência à compressão e grande para a resistência
à tração por causa do modo de ruptura do modelo.
Com relação à resistência de aderência, a variabilidade
foi pequena mostrando que o concreto auto-adensável
é material confiável com grande potencial de utilização
no mercado da construção civil.
Palavras-chave: concreto auto-adensável,
variabilidade, estado endurecido, aderência aço-concreto,
vigas, análise estatística. |
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Análise tridimensional
de elementos estruturais de concreto armado via
elementos finitos com descontinuidades incorporadas |
Three-dimensional
analysis of reinforced concrete members via embedded
discontinuity finite elements |
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Full
Paper: |
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Trabalho
Completo: |
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O.
L. MANZOLI, J. OLIVER, G. DIAZ, A. E. HUESPE |
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Abstract
This paper presents
a methodology to model three-dimensional reinforced
concrete members by means of embedded discontinuity
elements based on the Continuous Strong Discontinuous
Approach (CSDA). Mixture theory concepts are used
to model reinforced concrete as a 3D composite
material constituted of concrete with long fiber
bundles (rebars) oriented in different directions
embedded in it. The effects of the rebars are
provided by phenomenological constitutive models
designed to reproduce the axial non-linear behavior,
as well as bond-slip and dowel action. This paper
is focused on the constitutive models assumed
for the components and the compatibility conditions
chosen to constitute the composite. Numerical
analyses of existing experimental reinforced concrete
members are presented, illustrating the applicability
of the methodology.
Keywords: finite elements,
fracture mechanics, strong discontinuities, mixture
theory, embedded cracks. |
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Resumo
Apresenta-se uma metodologia para
modelar elementos estruturais de concreto armado
tridimensionais através de elementos finitos com
descontinuidade incorporada no contexto da aproximação
contínua de descontinuidades fortes. Utilizam-se
conceitos de teoria de misturas para representar
o concreto armado como um material composto de
matriz (concreto) com feixes de fibras (barras
de aço) longas em diferentes direções. O efeito
das barras é proporcionado por modelos constitutivos
fenomenológicos, desenvolvidos para reproduzir
o comportamento axial não-linear, assim como efeitos
provenientes de deslizamento por perda de aderência
e ação de pino. O presente artigo foca os modelos
constitutivos dos componentes e as condições de
compatibilidade escolhidas para constituir o composto.
Para ilustrar a aplicabilidade da metodologia
proposta, apresentam-se análises numéricas de
testes experimentais de elementos de concreto
armado existentes.
Palavras-chave: elementos finitos,
mecânica de fratura, descontinuidades fortes,
teoria de misturas, fissuras incorporadas. |
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Comportamiento
de presas de gravedad de hormigón con problemas
de ataque interno por sulfatos |
Evaluation
of the behavior of concrete gravity dams suffering
from internal sulfate attack |
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Full
Paper: |
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Trabajo
Completo |
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ARAÚJO,
G. S., CHINCHÓN, S., AGUADO, A |
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Abstract
Herein is described
a methodology developed to evaluate concrete expansion
and consequent abnormal behavior in gravity dams
suffering from internal sulfate attack. The work
presented here encompasses the analysis, in different
phases, of three Spanish dams plagued by sulfate
reactions. The aggregate and concrete of the Torán
dam were characterized at a microscopic level.
The principal iron sulfides and the products resulting
from oxidation of the aggregate, and the products
of the subsequent sulfate attack of the concrete
were all identified. Moreover, macrostructural
studies of the upstream displacement observed
in the Graus and Tavascán dams were performed
using a mathematical model.
Keywords: internal sulfate
attack, expansion, gravity dam, pyrrhotite, aggregate. |
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Resumen
En este trabajo se presenta la
metodología seguida con vistas a evaluar la expansión
del hormigón debido al ataque sulfático interno
y su repercusión en el comportamiento anómalo
de presas de hormigón de gravedad. Para ello se
presenta el análisis, en distintas fases del estudio,
de tres presas españolas afectadas por las reacciones
sulfáticas. En el nivel microscópico se ha procedido
a la caracterización del árido y del hormigón
de la presa de Torán, identificando el principal
sulfuro de hierro y los productos generados en
el proceso de alteración del árido y su posterior
ataque al hormigón. Por otro lado, el estudio
en el nivel macroestructural de los movimientos
remanentes observados se hace mediante un modelo
matemático aplicado a las presas de Graus y Tavascán.
Palabras-Clave: ataque sulfático
interno, expansión, presa de gravedad, pirrotina,
árido. |
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