In this study we present the methodology and the results from the analysis of behavior of reinforced beams and externally strengthened until the flexural with sheet of CFRP (carbon fiber reinforced polymer).The strengthening behavior of common concrete beams is analyzed and compared with the strengthening of beams molded with mortar cement composite and short steel fibers. The main objective was to investigate the influence of cement composite (chosen without major criteria) on the behavior and failure mode of the strengthened beams. Flexural tests in three points of six beams and characterization tests of materials (flexural tests in three points in engraved prismatic bodies-of-proof, strain tests in steel bars and axial compression tests in cylindrical bodies-of-proof) were carried out. In addition, a finite element analysis has been performed to compare to experimental results. The increase of toughness and crack strength lead to significant changes in the structural behavior of beams with fibers and strengthened when compared to strengthened common concrete beams.

Keywords: cement composite; strengthened beams; bending; toughness

Neste trabalho, apresenta-se a metodologia utilizada e os resultados da análise do comportamento de vigotas armadas e reforçadas externamente à flexão com manta de PRFC (polímeros reforçados com fibras de carbono). Avalia-se o comportamento do reforço de vigotas de concreto comum e compara-o com o do reforço de vigotas moldadas com um compósito cimentício à base de argamassa e fibras curtas de aço. O objetivo principal foi investigar a influência do compósito cimentício (escolhido sem maiores critérios) sobre o comportamento e o modo de ruína das vigotas reforçadas. Para tanto, uma série de ensaios de flexão em três pontos em seis vigotas foi conduzida, além dos ensaios de caracterização dos materiais: ensaios de flexão em três pontos em corpos-de-prova prismáticos entalhados, ensaios de tração em barras de aço e ensaios de compressão axial em corpos-de-prova cilíndricos. Adicionalmente, uma análise de elementos finitos foi desenvolvida com objetivo de comparar os resultados obtidos com os experimentais. O ganho de tenacidade e de resistência à fissuração provocou mudanças significativas no desempenho da vigota moldada com fibras e reforçada quando comparada com a vigota reforçada de concreto comum.

Palavras-chave: diseño probabilístico, índice de confiabilidad parcial, diseño de estructuras de hormigón

Assessing the global behavior of reinforced materials from the individual properties of their components has been the subject of a considerable amount of experimental and theoretical works in the last years. The so-called multiphase model is an alternative generalization of the homogenization method and it relies upon the idea that, at the macroscopic scale, the reinforced concrete is a geometrical superposition of the matrix phase (concrete) and the reinforcing phase (steel bars). This technique was already successfully employed in several geotechnical structures. Considering the particular case of concrete structures, Figueiredo et al [1] analyzed the mechanical behavior of reinforced concrete flat slabs under prescribed loading using the multiphase model in elastoplasticity. The present contribution extents a previously numerical code to account for concrete cracking based on a smeared crack approach. Comparison with direct simulation results emphasizes the advantage of such multiphase model in terms of reduced computational cost.

Keywords: multiphase model, elastoplasticity, concrete cracking, finite element method, reinforced concrete.

Determinar o comportamento global de materiais reforçados a partir das propriedades individuais de seus componentes vem sendo tema de um considerável número de trabalhos experimentais e teóricos nos últimos anos. A modelagem multifásica é uma generalização alternativa do método de homogeneização cujo princípio básico consiste em descrever o concreto armado como a superposição geométrica da fase matriz (concreto) e da fase reforço (barras de aço). Esta técnica foi empregada com sucesso em uma série de trabalhos envolvendo estruturas geotécnicas. No caso da estruturas de concreto, Figueiredo et al (2009) estuda o comportamento mecânico de placas de concreto armado sob a ação de carregamento prescrito com o uso da modelagem multifásica em elastoplasticidade. No presente trabalho é acrescentado ao modelo previamente desenvolvido o algoritmo que leva em conta a fissuração do concreto baseado no modelo de fissuras distribuídas apresentado por Hinton (1988). São realizadas comparações com simulações diretas clássicas visando salientar as vantagens do modelo como a redução significativa do custo computacional.

Palavras-chave: modelo multifásico, elasto-plasticidade, fissuração do concreto, método dos elementos finitos, concreto armado.

Natural and manufactured fine aggregates are the most usual aggregates used in mortar and concrete. The most important difference between these aggregates is the particle shape. This property was analyzed using different parameters and was verified its influence in mortar and concrete performance. The digital imagem processing was used to measure the aggregate dimension and the following shape parameters were obtained: aspect ratio, sphericity, flakiness ratio and shape factor. The flakiness ratio and shape factor, which analyses the particle shape property in third dimenson showed the best results. It was observed that the crushing equipment influences the particle shape. Aggregates produced by vertical impact crushing are more rounded, with particle similar to the natural sand. In the experiments the particle shape has influenced the mortar and concrete consistence. However, it did not significantly influence the compressive strenght.

Keywords: fine aggregate, concrete, mortar, particule shape.

Os agregados miúdos utilizados na produção de concretos são basicamente as areias naturais provenientes dos leitos dos rios e os agregados artificiais oriundos da britagem de rocha. A principal diferença entre estes dois agregados está no formato de seus grãos. O objetivo principal deste trabalho é avaliar o formato dos grãos de agregados miúdos por meio de diferentes parâmetros, analisando as diferenças entre as formas dos agregados, e suas conseqüências nas propriedades das argamassas e concretos confeccionadas com estes materiais. Para medição dos grãos dos agregados empregou-se a análise digital de imagens e foram calculados os seguintes parâmetros: relação de aspecto, esfericidade, indicador de lamelaridade e coeficiente de forma, sendo que os dois últimos foram os que melhor avaliaram a forma dos agregados. Observou-se que o formato dos grãos dos agregados artificiais depende do tipo de britador empregado pelas pedreiras no processo de britagem das rochas. Os agregados oriundos do britador do tipo vertical de impacto possuem grãos mais arredondados, semelhantes aos grãos da areia natural. Verificou-se que o formato dos grãos dos agregados tem influência direta sobre a consistência das argamassas e concretos, porém não apresentou influência nos resultados de resistência à compressão.

Palavras-chave: agregado miúdo, concreto, argamassa, forma de partículas

Having in mind the social and economic importance that dams have in Brazil and the large investments made in relation to these structures, the objective of this work is to contribute to the study of these structures, through developing a program in MATLAB™™ language for stress analysis in concrete gravity dams. The routines developed allow usual verifications in dam projects, considering the action of silts and earthquakes stands out and also the variation of the geometric parameters and physical properties of the dam. The earthquake analysis follows two methods the PseudoStatic method (Westergaard Method) and the Pseudo-Dynamic method (Chopra Method). Before presenting the subroutines and the program’s functions, these methods are briefly discussed and a validation of stress results are made using CADAM 2000. Additional analyses are presented in reference to program’s potentialities and the conclusions.

Keywords: concrete gravity dams, pseudo-static method, pseudo-dynamic method, silts, Matlab™.

Tendo-se em vista a importância sócio-econômica que as barragens possuem no Brasil e os grandes investimentos realizados acerca destas estruturas, o objetivo deste trabalho é contribuir para o estudo destas estruturas, através do desenvolvimento de um programa em linguagem Matlab para a análise de tensões em barragens gravidade de concreto. As rotinas desenvolvidas permitem verificações comuns em projetos de barragens, dentre as quais se destaca a possibilidade de se considerar a ação de sedimentos e sismos, além da possibilidade de variar, em uma mesma análise, parâmetros geométricos e propriedades físicas dos materiais do perfil estudado. A análise dos sismos é abordada segundo dois métodos quais sejam: método Pseudo-Estático (Método de Westergaard) e Pseudo-Dinâmico (Método de Chopra). Antes da apresentação das subrotinas desenvolvidas, os principais métodos de análise de tensões, ocasionadas pelas ações sísmicas, são brevemente discutidos e, após, são feitas diversas validações de resultados com o auxílio do programa CADAM 2000, desenvolvido pela Escola Politécnicas de Montreal. Apresentam-se ainda análises adicionais referentes às potencialidades do programa, assim como as principais conclusões.

Palavras-chave: barragens de concreto gravidade, método pseudo-estático, método pseudo-dinâmico, sedimentos, Matlab.

This paper aims to contribute to decisions concerning the use of fine materials, responsible for the segregation resistance of self-compacting concrete (SCC). In this study, samples of SCC were prepared with fly ash, a pozzolanic waste ,and fine sand that is a non-pozzolanic material, using the dosage method proposed by Tutikian-Dal Molin (2007) [1]. It was observed that the utilization of fly ash increased the resistance to compressive strength, mainly in more advanced ages, as well as the values of the elastic modulus and the propagation speed of ultra-sound waves. It has also decreased the penetration of chloride ions to the same strength values, where it was also observed that the final cost of the fly ash SCC was lower than the fine sand SCC for similar strength levels. Both dosage and performance diagrams were shown.

Keywords: self-compacting concrete (SCC), fly ash, fine sand, design method, performance diagram.

O objetivo deste artigo é contribuir para a tomada de decisão sobre a definição do uso de materiais finos responsáveis pela resistência à segregação do concreto auto-adensável (CAA). Neste estudo, amostras de CAA foram dosadas com cinza volante, um material pozolânico, e areia fina, que é um material não pozolânico, utilizando o método de dosagem proposto por Tutikian & Dal Molin (2007) [1]. Foi observado que a utilização de cinza volante aumentou a resistência à compressão, principalmente nas idades mais avançadas, assim como os valores de módulo de deformação e velocidade das ondas de ultrasom. Também diminuiu a penetração de íons cloretos, para os mesmos valores de resistência em comparação com os CAA com areia fina e o custo final dos CAA com cinza volante foi inferior. Foram apresentados tanto os diagramas de dosagem como os de desempenho.

Palavras-chave: concreto auto-adensável (CAA), cinza volante, areia fina, método de dosagem, diagrama de desempenho

The Brazilian standard ABNT NBR 15200 is in revision. Some omissions on the design of beams in the 2004 version of the standard will be included now. Possibility of reduction of c1 in situations of safety reserves, different design for unidirectional ribbed slab and lateral increase in c1 in some cases are the cases of interest in this work. The Eurocode provides recommendations on these items, however, they are not considered adequate to Brazilian design. The objective of this article is to perform thermal or structural analyzes of reinforced concrete beams and propose alternatives to the recommendations of Eurocode in order to standardize them at this stage of revision of the Brazilian standard.

Keywords: fire, design, beam, fire safety.

A norma brasileira ABNT NBR 15200 está em fase de revisão. Algumas omissões sobre o dimensionamento de vigas, na versão de 2004 da norma, serão incluídas agora. Possibilidade de redução do c1 em casos em que haja reserva de segurança, dimensionamento distinto para laje nervurada unidirecional e aumento de c1 lateral em algumas situações são os casos de interesse neste trabalho. O Eurocode fornece recomendações a respeito desses itens, no entanto, não são consideradas adequadas aos costumes brasileiros de projeto. O objetivo deste trabalho é, por meio de análise térmica ou estrutural de vigas de concreto armado, propor alternativas às recomendações do Eurocode, visando normatizá-las, já nesta fase de revisão da norma brasileira.

Palavras-chave: incêndio, dimensionamento, vigas, segurança contra incêndio

This work compares the experimental and theoretical results of a new formulation for the design of precast column bases embedded in socket foundations with smooth interfaces. Through the proposed strut and tie model, the longitudinal and transverse reinforcements of column are calculated, and concrete crushing is verified. The proposed design model was rather rational in the reinforcements design, and its results were very close to experimental results. These latter results were generated from two specimens with smooth interfaces submitted to a normal load with large eccentricity, varying the embedded lengths. For loads with small eccentricities, a simplified model is proposed, which neglects the friction of interfaces and the eccentricity of normal reaction at the column base.

Keywords: precast column base, socket foundation, smooth interfaces, struts and ties

Esse trabalho apresenta a comparação de resultados experimentais e teóricos de uma nova formulação para o projeto da base de pilares pré-moldados embutidos em cálice de fundação com interfaces lisas. Através do modelo de bielas e tirantes proposto, são dimensionadas as armaduras longitudinal e transversal do pilar e verificado o esmagamento do concreto das bielas. O método de projeto proposto mostrou-se bastante racional no dimensionamento das armaduras, apresentando resultados bastante próximos dos resultados experimentais, sendo estes últimos referentes a ensaios de dois protótipos com interfaces lisas submetidos à força normal com grande excentricidade, nos quais foi variado o comprimento de embutimento. Para o caso de força normal com pequena excentricidade, é apresentada uma simplificação do modelo, em que o atrito das interfaces e a excentricidade da reação normal na base do pilar são desprezados.

Palavras-chave: base de pilar pré-moldado, cálice de fundação, interfaces lisas, bielas e tirante

Due to the variability of the concrete strength, it is fundamental to use statistical methodologies to establish the parameters for the concrete structures acceptance. The utilization of a large number of strength test results is very important to the validation and calibration of the existing standard codes and technical specifications. The objective of this study is to make a statistical analysis of the strength test results of the concrete reinforced with metallic and propylene fibers used in the construction of the Estaleiro Rio Grande dry dock, in Rio Grande-RS. A correlation model between the concrete tensile and compressive strengths was proposed. A model to predict the increasing of the concrete strength with time was also established both for the case of compression, as in the case of tension. Furthermore, it was made a comparison among the concrete characteristic strength calculated estimates according to the NBR 12655 [9] and EN-206-1 [17] standard codes and to the ACI COMMITTEE 318 [2].

Keywords: FRC, dry dock, probabilistic analysis

A variabilidade da resistência do concreto torna fundamental a utilização de metodologias estatísticas capazes de estabelecer parâmetros para a aceitação das estruturas. A utilização de um número grande de resultados práticos de ensaios de resistência é de grande importância para a validação e calibração das normas e especificações técnicas existentes. Desta forma, o presente trabalho busca realizar uma análise estatística das propriedades de resistência do concreto com adição de fibras metálicas e de polipropileno utilizado na construção do dique seco do Estaleiro Rio Grande, em Rio Grande-RS. Foram propostos modelos de correlação entre as resistências à tração e à compressão do concreto e correla- ções entre estas e o tempo. A seguir, foram realizadas comparações entre as estimativas de resistência característica definidas pelas normas NBR 12655 [9] e EN-206-1 [17], assim como pelo ACI COMMITTEE 318 [2].

Palavras-chave: CRF, dique seco, análise probabilística