Scielo RSS <![CDATA[Revista IBRACON de Estruturas e Materiais]]> http://www.scielo.br/rss.php?pid=1983-419520140001&lang=en vol. 7 num. 1 lang. en <![CDATA[SciELO Logo]]> http://www.scielo.br/img/en/fbpelogp.gif http://www.scielo.br <![CDATA[<b>Editorial</b>]]> http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1983-41952014000100001&lng=en&nrm=iso&tlng=en <![CDATA[<b>Six pile caps reinforced concrete</b>: <b>numerical simulation and design by the strut and tie method</b>]]> http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1983-41952014000100002&lng=en&nrm=iso&tlng=en Este artigo analisa o comportamento estrutural de blocos de concreto armado sobre seis estacas dispostas em arranjo retangular. Considerou-se a deformabilidade do solo de apoio das estacas, diferentes resistências para o concreto e pilares com seções transversais quadradas eretangulares, solicitados por força centrada. O dimensionamento foi feito por um modelo de bielas e tirantes. Realizou-se análise numéricatridimensional por meio do método dos elementos finitos. A configuração do fluxo de tensões e a formação das bielas foram analisadas emperspectiva. Observou-se que quanto mais deformável for o solo, mais uniformes são as distribuições das reações entre as estacas. A seçãotransversal do pilar influenciou na configuração das bielas. A variação da resistência do concreto teve maior influência na resistência dos blocos do que na rigidez. O método analítico utilizado apresentou compatibilidade com os resultados obtidos na simulação numérica.<hr/>This paper presents the structural behavior of six reinforced concrete pile caps in rectangular arrangement, considering the ground deformability of pile support, different concrete strengths with square or rectangular cross section of column under central load. For this purpose, the analysis emphasizes a strut and tie method design and a three-dimensional numerical using the finite element method. So, the stress flow configuration and the formation of struts were seen in perspective. How much deformable is the ground, more uniform are the reactions distribution observed between the piles. The column cross section influenced the configuration of the connecting struts. The concrete strength variation had more influence in the pile caps strength than the stiffness. The analytical method has shown compatibility which obtained from the numerical simulation results. <![CDATA[<b>Rheological behavior study of plastic shrinkage and cracking of self-compacting concrete mortars</b>]]> http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1983-41952014000100003&lng=en&nrm=iso&tlng=en Este artigo investigou a influência do teor de aditivo superplastificante e da adição mineral - sílica ativa e filer basáltico - na retração plástica ena fissuração de argamassas do concreto auto-adensável (CAA). Numa primeira fase foi realizada a análise do comportamento reológico dasfases pasta e argamassa das composições de CAA. Em seguida, foram mensuradas as deformações das argamassas pelo efeito da retração plástica e avaliada sua fissuração. Tanto na retração plástica quanto na fissuração, a composição com adição de sílica ativa apresentouresultados superiores, independente da ação do vento e teor de superplastificante. No entanto, no assentamento plástico, a composição comsílica ativa apresentou resultados superiores somente nos ensaios com ventilação imposta. O comportamento reológico afetou diretamente aretração plástica e fissuração nas primeiras idades, fato confirmado pela análise das pressões capilares das argamassas ensaiadas.<hr/>This paper investigated the influence of the amount of superplasticizer and mineral adding - silica fume and basaltic filer - in plastic shrinkage and cracking of self-compacting concrete (SCC) mortars. Initially analysis was performed of the rheological behavior of cement paste and mortars phases of the compositions of SCC. Then the deformations of mortars were measured by the effect of shrinkage and evaluation of cracking. On plastic shrinkage and cracking, the composition with silica fume showed superior results, independent of wind and superplasticizer content, relative to the composition with addition of basalt filler. However, the composition with silica fume showed superior results only in the tests with imposed ventilation at vertical plastic deformation. The rheological behavior affected directly the plastic shrinkage and cracking at early ages, fact confirmed by the analysis of capillary pressures of mortars tested. <![CDATA[<b>An algorithm for the automatic design of concrete shell reinforcement</b>]]> http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1983-41952014000100004&lng=en&nrm=iso&tlng=en An algorithm developed for the design of reinforcement in concrete shells is presented in this text. The formulation and theory behind the development is shown, as well as results showing its robustness and capability of application on fairly large-scale structures. The design method is based on the three-layer model for reinforced concrete shell elements. A material model is also proposed in order to improve the numerical stability of the algorithm. Comparisons of single element design show that the modifications made to the material model don't effect significantly the final results while making for better numerical stability.<hr/>Um algoritmo desenvolvido para o dimensionamento de armaduras para cascas de concreto armado é apresentado neste artigo. A formulaçãoe aspectos teóricos que fundamentam o método são apresentados assim como, os resultados que mostram a robustez e capacidade de aplicação do algoritmo em estruturas de grande porte. O método de dimensionamento é baseada no modelo das três chapas para elementos decasca em concreto armado. Um modelo constitutivo é proposto para obter melhor estabilidade numérica no algoritmo. Comparações feitas do dimensionamento de um único elemento mostram que as modificações do modelo constitutivo não apresentam mudanças significantes nosresultados enquanto proporcionam melhor estabilidade numérica. <![CDATA[<b>Evaluation of deflection in reinforced concrete structures using damage mechanics</b>]]> http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1983-41952014000100005&lng=en&nrm=iso&tlng=en This work intends to present a contribution about a proposed approach for the estimative of displacements in reinforced concrete structures submitted to service loads. This work is restrictive to C20 up to C35 classes of strength. The approach used in this work consists in the decreasing of cracking element elastic moduli by damage model. That constitutive model takes into account induced anisotropy, plastic deformations and bimodular elastic response and a simplified version is used in order to simulate the concrete behavior, while an elastoplastic behavior is admitted for the reinforcement. Initially, a set of beams are analyzed and some parameters related to the problem are modified, such as: compression strength, span length, cross section, reinforcement rates and support conditions. The numerical responses are compared with the ones obtained by NBR 6118:2007 Procedure. Statistical analyses are carried on in order to identify the major variables in the problem. Finally, some possible proposals to obtain cracking moment and displacement values in RC structures are discussed based on numerical and statistical analyses performed in this work in order to contribute in the improvement to Brazilian Technical Code procedure.<hr/>Este trabalho visa apresentar uma contribuição sobre uma proposta de abordagem para o cálculo de deslocamentos em estruturas de concreto armado em regime de serviço, sendo restrito o estudo ao caso de concretos C20 a C35. A abordagem utilizada leva em conta a penalizaçãodos módulos elásticos dos elementos fissurados através de um modelo de dano. O modelo em questão leva em conta a anisotropia, deformações plásticas e resposta bimodular induzidas pelo processo de danificação, sendo uma versão mais simplificada usada para simular o comportamento do concreto fissurado, enquanto que um comportamento elastoplástico é admitido para a armadura. Inicialmente, são analisadasséries de vigas com variação de diversos parâmetros relacionados ao problema, tais como: resistência à compressão, arranjo das barras deaço da armadura, dimensões da seção transversal, vão e condições de apoio. As respostas numéricas são confrontadas com aquelas obtidascom o emprego do procedimento sugerido pela NBR 6118:2007. As análises numéricas são complementadas por análises estatísticas dosresultados empregando-se a metodologia ANOVA. Por fim, baseadas nas análises realizadas discutem-se algumas proposições possíveispara o cálculo do momento de fissuração e de deslocamentos em estruturas de concreto armado, como forma a contribuir no aperfeiçoamentodo procedimento sugerido pela Norma Brasileira. <![CDATA[<b>Simplified modelling of cracking and collapse processon frames and arches of reinforced concrete</b>]]> http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1983-41952014000100006&lng=en&nrm=iso&tlng=en A simulação consistente de processos de falha progressiva e colapso estrutural ainda é um problema aberto de grande interesse para a engenharia. Dentre as teorias que são capazes de modelar de alguma forma tal classe de problemas, a mecânica do dano contínuo é a maisrecente. Entretanto, um dos gargalos que ainda persistem é quando nas simulações numéricas a estrutura passa a apresentar o fenômenode localização de deformações, com consequente dependência dos resultados sobre a malha empregada. Para sanar este problema diversosmétodos ditos de regularização foram desenvolvidos. Todavia, apesar de eficazes, estes métodos podem inserir um grau de complexidadesignificativo nas abordagens numéricas. Neste trabalho propõe-se uma metodologia simplificada para análise estrutural não linear de pórticose arcos por meio da localização prévia dos fenômenos inelásticos em rótulas, posicionadas nas extremidades dos elementos finitos de barra earco. Desta forma é possível contornar a dependência de malha e reproduzir de forma satisfatória problemas reais, como mostram os exemplos de estruturas de concreto armado reunidos no fim deste artigo.<hr/>The consistent simulation of progressive failure and structural collapse processes still is a problem of great interest for the engineering. Among theories which are somehow capable of model such class of problems, the continuum damage mechanics is the latest. However, one of the issues that still persist is when in the numerical simulations the structure begins to present the strain localisation phenomenon, with consequent dependence of the results on the mesh used. To solve this problem several so-called regularisation methods were developed. Nevertheless, despite effectiveness these methods can insert a significant degree of complexity on the numerical approaches. In this paper is proposed a simplified methodology to nonlinear structural analysis of frames and arches by means of the previous localisation of inelastic phenomena on hinges, located on the edges of the finite elements of frame and arch. Therefore it is possible to circumvent the mesh dependency and to reproduce satisfactorily real problems, as the examples of reinforced concrete structures gathered at the end of this article. <![CDATA[<b>Bond steel-concrete</b>: <b>simulation analysis of the pull-out tests and APULOT using the program ATENA</b>]]> http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1983-41952014000100007&lng=en&nrm=iso&tlng=en A aderência entre o aço e o concreto é fundamental para a existência das estruturas de concreto armado, uma vez que os dois materiais atuamem conjunto para absorver os esforços solicitantes. O fenômeno da aderência é considerado complexo no que se refere aos vários fatores queo influenciam. Vários tipos de ensaios de aderência foram propostos ao longo dos anos. Um deles é a proposta modificada do ensaio de arrancamento pull-out-test, que foi elaborada por Lorrain e Barbosa [1] denominado de ensaio APULOT (Appropriete Pull-Out-Test). Com basenos resultados experimentais obtidos por Vale Silva [2] para os ensaios pull-out convencionais e para o ensaio pull-out modificado, APULOT,procura-se conhecer o comportamento numérico da aderência aço-concreto através de uma simulação numérica utilizando um código decálculo chamado ATENA que é baseado no Método dos Elementos Finitos (MEF). A simulação numérica permitiu melhor avaliar a fissuraçãoe a distribuição de tensões que ocorre durante o ensaio de arrancamento, tornando-se com isso, uma ferramenta de apoio preciosa ao projeto experimental que visa à validação, validação parcial, ou não recomendação do ensaio de aderência aço-concreto modificado - EnsaioAPULOT - como ensaio de controle de qualidade do concreto armado. Os resultados numéricos obtidos apresentaram boa representatividadequando comparados aos resultados experimentais.<hr/>The bond between steel and concrete is essential for the existence of reinforced concrete structures, as both materials act together to absorb structural strain. The bond phenomenon is considered to be complex regarding many factors that affect it. Several types of bond tests have been proposed over years. One is the modified proposed of pull-out test, which was elaborated by Lorrain and Barbosa [1] called APULOT test (Appropriete pull-out-test). Based on experimental results obtained by Vale Silva[2] either by conventional pull-out tests, or by modified pull-out test, APULOT, seeks to know the numeric behavior of bond steel-concrete through a numerical simulation using a calculation code ATENA which is based on the Finite Element Method (FEM). The numerical simulation provided better evaluate the stress distribution and cracking that occurs during the test, thereby becoming a valuable tool to support the experimental project that aims to validation, validation partially or not recommend the modified bond test steel-concrete - APULOT test - as quality control test of structural concrete. The numerical results showed good representation compared to experimental results. <![CDATA[<b>Analysis of slim floor beams in fire</b>: <b>emphasis on the concrete constitutive models</b>]]> http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1983-41952014000100008&lng=en&nrm=iso&tlng=en The partial encasement of the steel beam in the concrete slab, as occurs on the slim floor constructional system, provides thermal protection which improves the behavior of the beam when exposed to fire. In order to evaluate the thermal and structural performance of the slim floor system, numerical models considering partially encased beams were developed using the FEM-based computational code DIANA. With respect to the constitutive models of the materials, it wasn't possible to represent the formulation presented in EUROCODE 4 or ABNT NBR 14323:2013, being replaced by alternative models. Numeric models were created at room and elevated temperature, which used some of the available options for the constitutive models of concrete and steel. Also, some parameters were analyzed such as: (a) the interaction rate between the steel and concrete and (b) the optimal combination of the thermal parameters, in order to obtain a more realistic response of the slim floor beams in fire.<hr/>A incorporação do perfil de aço na laje de concreto, como ocorre nos pisos mistos de baixa altura (slim floor), garante revestimento contrafogo ao aço, melhorando o desempenho da viga de aço frente às ações da corrosão e do incêndio. Com a finalidade de avaliar o desempenhotérmico e estrutural desse sistema construtivo foram desenvolvidos modelos numéricos de vigas mistas de aço e concreto parcialmente revestidas com o uso do pacote computacional DIANA. No que diz respeito aos modelos constitutivos dos materiais, não foi possível representaras relações apresentadas no EUROCODE 4 e na ABNT NBR 14323:2013, por incompatibilidade dessas com o DIANA, sendo então adotadosmodelos alternativos. Em seguida, foram construídos modelos numéricos à temperatura ambiente e em temperatura elevada, contemplandoas opções disponíveis e convenientes para as relações constitutivas do aço e do concreto. Também foram avaliados parâmetros como: (a) onível de interação entre o aço e concreto, bem como (b) a melhor configuração para os parâmetros térmicos do concreto a fim de se obter umaresposta mais realista do comportamento das vigas pertencentes ao sistema slim floor em situação de incêndio.