Abstract This study describes a set of recommendations to improve the precision of shear and punching shear capacity predictions for one-way slabs under concentrated loads, regardless of the governing failure mechanism, using the ABNT NBR 6118:2014 code provisions. For this purpose, a database of 143 test results was developed, including one-way slabs with different support conditions and loading layouts and that failed by different shear failure mechanisms: one-way shear, punching shear or a mixed mode. The key parameters influencing the load capacity and failure mechanism of these slabs were considered for the proposed recommendations: load position and slab width. Adjustments to the effective shear width definition and shear resisting control perimeter were described. Arching action for loads close to the support was also considered in both one-way shear and punching shear predictions. Considering the whole database and without separation by the failure mechanism, the ratio between tested and predicted resistances with the one-way shear expressions shows an average value of 1.22 and a coefficient of variation of 18.3%. The respective ratio between tested and predicted resistances with the punching shear expressions reached an average ratio of 1.23 with a coefficient of variation of 21.3%. Therefore, the proposed recommendations allow for reaching enhanced levels of precision in assessing the shear and punching shear capacity of one-way slabs under concentrated loads, regardless of the governing failure mechanism of the slabs.

Resumo Este estudo descreve um conjunto de recomendações para melhorar a precisão nas previsões de resistência ao cisalhamento e à punção de lajes unidirecionais sob cargas concentradas, independentemente do mecanismo governante na ruptura, utilizando as disposições da norma ABNT NBR 6118:2014. Para isso, foi organizado um banco de dados com 143 resultados de ensaios, incluindo lajes unidirecionais com diferentes condições de apoio e configurações de carregamento e que apresentaram diferentes mecanismos de ruptura por cisalhamento. Os principais parâmetros que influenciam a capacidade de carga e o mecanismo de ruptura dessas lajes foram considerados nas recomendações propostas. Ajustes para a definição da largura efetiva de cisalhamento e perímetro de controle resistente ao cisalhamento foram descritos. A ação de arqueamento para cargas próximas ao apoio também foi considerada nas previsões de resistência ao cisalhamento unidirecional e ao puncionamento. Considerando todo o banco de dados, a razão entre as resistências testadas e previstas com as expressões de cisalhamento unidirecional apresenta um valor médio de 1.22 e um coeficiente de variação de 18.3%. A respectiva relação entre as resistências testadas e previstas com as expressões de puncionamento atingiu uma relação média de 1.23 com um coeficiente de variação de 21.3%. Portanto, as recomendações propostas permitem alcançar maiores níveis de precisão na previsão da resistência ao cisalhamento e ao puncionamento de lajes unidirecionais sob cargas concentradas, independentemente do mecanismo de ruptura governante das lajes.

Abstract Reinforced concrete pipes are usually designed to attend a three-edged-bearing test (TEBT) using the partial safety factors from building structures. This study presents an alternative approach to designing RC pipes based on simplified reliability analyses. The procedure consists of providing curves of failure probability according to the reinforcement areas used in the pipes. The results indicate that RC pipes with simple reinforcement show a failure probability of around 1% with the most traditional design method, even using the partial safety factors from buildings, due to the higher dispersion of the concrete cover and the use of a single reinforcement layer to satisfy different control sections. Meanwhile, RC pipes with double reinforcement show a significantly lower failure probability as each reinforcement layer is designed to satisfy the bending moments from different control sections and due to the larger pipe thickness. In summary, the large randomness of the reinforcement position increases the failure probability of these members compared to traditional building structures.

Resumo As galerias são estruturas utilizadas em obras de infraestrutura rodoviária e ferroviária como passagens inferiores ou para transposição de talvegues. Embora existam várias formas de seções transversais, a seção transversal retangular (box culvert) é a mais empregada. No entanto, à medida que esta estrutura é instalada em elevadas alturas de terra, a forma retangular apresenta altos valores de momento fletor e força cortante. Este efeito tende a ser ampliado com o arqueamento do solo em grandes alturas de aterro. Neste artigo apresenta-se um estudo de galeria de seção com cobertura em arco, chamada modificada, e de seção definida por três arcos, com uma base plana. Com estas formas de seções transversais têm-se a diminuição dos esforços de flexão, devido à geometria. Além disto, pode-se reduzir ainda mais esses esforços com o emprego de espessuras reduzidas considerando os mecanismos de interação solo-estrutura. Para considerar a interação solo-estrutura foram realizadas análises no estado plano de deformação com elementos finitos. Os resultados comprovaram a influência significativa do formato das geometrias no comportamento da interação solo-galeria. Além disso, a análise comparativa do índice de custo de material (ICM) foi utilizada para estimar a viabilidade econômica de cada galeria não-usual. Os valores índice de custos de material foram analisados para 25 geometrias (12 galerias modificadas, 12 galerias definidas por três arcos e 1 galeria retangular), para as situações representativas preestabelecidas, os resultados mostram que a maior economia com material é de 29 e 54% para modificada e definida por três arcos, respectivamente, em comparação com a seção retangular.

Abstract Culverts are structures used in road and railway infrastructure works such as underpasses. Among the several forms of cross-sections, the rectangular one (box culvert) has been mostly employed. However, when installed at high embankments, this structure shows high values of bending moment and shear force, which tend to be amplified by the soil arching. This paper addresses a study of section culvert with an arc cover, called modified, and a section defined by three arches, with a flat base. Such cross-section forms reduce the bending moment due to their geometry, and efforts can be decreased with the use of reduced thicknesses by mechanisms of soil-structure interaction. Analyses were performed in the plane-strain deformation with finite elements towards considering soil-structure interaction, and the results proved the influence of the geometry shape on the soil-culvert interaction behavior. A comparative analysis of the material cost index (ICM) values for 25 geometries (12 modified culverts, 12 culverts defined by three arcs and 1 box culvert) was used for estimating the economic viability of each unusual section culvert. The results showed 27 and 54% economy in materials for modified culvert and culvert defined by three arcs, respectively, in comparison with the rectangular section.

Resumo Este artigo apresenta a avaliação de uma ligação viga-pilar de estrutura de concreto pré-moldado para ser usada como ligação provisória durante a montagem. A ligação é constituída de perfil metálico de seção transversal em "U" embutido no pilar e um perfil metálico de seção transversal retangular vazada embutido na viga. Na montagem da estrutura, a ligação é realizada pelo encaixe dos elementos metálicos embutidos. Para avaliar o comportamento estrutural dos componentes da ligação, consolo e dente metálico, realizou-se um estudo com uma parte analítica e uma parte experimental. A parte experimental foi constituída de um pórtico estrutural, com a ligação em estudo, submetido a um carregamento estático e monotônico. Os principais resultados obtidos experimentalmente foram: a) o momento último para o consolo metálico referente ao momento fletor de plastificação da seção transversal foi 37,9% maior que o valor determinado analiticamente e, em relação ao momento fletor de início de escoamento, o resultado obtido experimentalmente foi 15,8% superior ao determinado analiticamente; e b) a resistência referente ao momento fletor de início de escoamento para o dente metálico foi 61,1% superior ao valor obtido analiticamente.

Abstract The paper presents the evaluation of pinned connection between precast columns and beams, which can be used as temporary connections during the assembly phase. The use of a "U" shaped steel corbel embedded in the column and a hollow rectamgular steel hanger embedded in the beam, was the proposed model for the connection. The connection between the beam and the column was accomplished by the fitting of elements. To evaluate the structural behavior of connections components, steel corbel and steel hanger, a both analytical and experimental study was conducted. The experimental part included a structural frame, with the temporary connection in study, which was submitted to a test with static and monotonic loadings. The main experimental results were: a) the last bending moment for the steel corbel, in relation to the bending moment of plastification of the cross section, was 37.9% higher than the analytically determined value and, in relation to the bending moment at the beginning of steel yielding, the result obtained experimentally was 15.8% higher than the one determined analytically; b) the strength related to the bending moment at the beginning of steel yielding, for the steel ranger, was 61.1% higher than that determined analytically.

This paper presents a study on the compressive behavior of steel fiber-reinforced concrete. In this study, an analytical model for stress-strain curve for steel fiber-reinforced concrete is derived for concretes with strengths of 40 MPa and 60 MPa at the age of 28 days. Those concretes were reinforced with steel fibers with hooked ends 35 mm long and with aspect ratio of 65. The analytical model was compared with some experimental stress-strain curves and with some models reported in technical literature. Also, the accuracy of the proposed stress-strain curve was evaluated by comparison of the area under stress-strain curve. The results showed good agreement between analytical and experimental data and the benefits of the using of fibers in the compressive behavior of concrete.