Scielo RSS <![CDATA[Revista IBRACON de Estruturas e Materiais]]> http://www.scielo.br/rss.php?pid=1983-419520140005&lang=en vol. 7 num. 5 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=S1983-41952014000500001&lng=en&nrm=iso&tlng=en <![CDATA[<b>Reliability of beams designed in accordance with Brazilian codes</b>]]> http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1983-41952014000500002&lng=en&nrm=iso&tlng=en This paper presents an investigation on the safety of structural elements submitted to pure bending, produced in reinforced concrete, in steel and steel-concrete composites, and designed according to Brazilian codes NBR8681:2003, NBR6118:2007 and NBR8800:2008. The study allows a comparison of the relative safety of beams produced with these materials and designed using these codes. Comparative studies between the performances of different materials are difficult to find in the published literature. The present study shows that reliability indexes for reinforced concrete beams are satisfactory; however, results for steel beams are below limit values established in international design standards. Reliability indexes found herein for steel-concrete composite beams are intermediate to concrete and steel beams.<hr/>Este artigo apresenta uma investigação da segurança de elementos estruturais submetidos à flexão simples, em concreto armado, em aço e em material misto, e dimensionados segundo as normas NBR8681:2003, NBR6118:2007 e NBR8800:2008. O estudo permite uma comparação da segurança relativa de vigas produzidas com estes materiais e através destas normas. Estudos comparativos entre diferentes materiais são raros na literatura. Resultados da presente investigação mostram que, enquanto os índices de confiabilidade dos elementos de concreto são satisfatórios, as vigas metálicas apresentam resultados abaixo dos limites estabelecidos por normas internacionais. No caso das vigas mistas, os índices de confiabilidade encontrados estão entre os valores para concreto e aço. <![CDATA[<b>Numerical and experimental analysis of time-dependent load transfer in reinforced concrete columns</b>]]> http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1983-41952014000500003&lng=en&nrm=iso&tlng=en A study was conducted to assess the influence of the steel reinforcement ratio in concrete columns on their properties of creep and shrinkage. Experimental tests and three-dimensional finite element-based simulations of the experimental curves from plain concrete cylinders and plain concrete columns derived by curve fitting were performed using the ACI 209 model available in DIANA 9.3. Columns with longitudinal reinforcement ratios of 0%, 1.4% and 2.8%, loaded to 30% and 40% of their 7-day compressive strength, were investigated. The results indicated that numerical simulation does not predict experimental data for a long period. However, simulations fitted with experimental curves derived from plain concrete columns presented values close to those of experimental data for 91 days.<hr/>Este trabalho tem o objetivo de analisar a influência da taxa de armadura na transferência de carga devida à fluência e retração. Esta análise foi feita confrontando resultados da análise experimental e da modelagem tridimensional de pilares de concreto com taxas de armadura de 0%, 1,4% e 2,8%, carregados com 30% e 40% da resistência média a compressão aos 7 dias. Foram consideradas as curvas de fluência e retração do modelo ACI209 disponível no programa DIANA 9.3, as curvas de fluência provenientes da calibração do modelo visco elástico do programa utilizando tanto resultados experimentais de fluência de corpo de prova quanto do pilar sem armadura. A partir dos resultados foi possível concluir que, embora a simulação numérica não seja capaz de reproduzir o comportamento do concreto ao longo do tempo, utilizando a curva de fluência calibrada com resultados experimentais do pilar sem armadura, é possível representar a redistribuição de tensões nos pilares para 91 dias. <![CDATA[<b>Surface treatment of concrete test specimens subjected to compression</b>]]> http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1983-41952014000500004&lng=en&nrm=iso&tlng=en The technological control of concrete can only be considered a quality control procedure when all its steps are followed properly. Compressive strength testing plays a critical role in the technological control of concrete structures and in the technological development of concrete. The aim of this study is to select the most suitable preparation technique for conventional and high-strength concrete by analyzing mean strength, standard deviation and coefficients of variation. Test specimens with compressive strength ranging from 20 to 120 MPa were prepared in a laboratory and were then subjected to seven different types of surface treatment, using bonded, unbonded and mechanical wear (grinding) systems. Results show that the most effective technique is grinding using a rigid head. The performance of unbonded system was also suitable for use with conventional and high strength concrete.<hr/>O controle tecnológico do concreto só pode ser considerado um procedimento de qualidade, quando todas as suas fases são realizadas adequadamente. O ensaio de resistência à compressão tem importância incontestável no controle tecnológico das estruturas de concreto bem como no desenvolvimento tecnológico do material. O presente trabalho tem como objetivo eleger a técnica de preparação mais adequada para concretos de resistência convencional e de alta resistência através da análise da resistência média, do desvio padrão e do coeficiente de variação. Para isso foram produzidos em laboratório concretos com resistência à compressão de 20 a 120 MPa. Estes foram submetidos a sete tratamentos superficiais diferentes, utilizando o sistema aderido, não aderido e por desgaste abrasivo. Como resultado constatou-se que a técnica mais eficiente é o desgaste mecânico por disco rígido. O desempenho do sistema não aderido também foi considerado adequado para concreto convencional e de alta resistência. <![CDATA[<b>Analysis of the braking longitudinal force  considered by NBR7187 (2003) through a case study</b>]]> http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1983-41952014000500005&lng=en&nrm=iso&tlng=en This paper analyzed the mechanical behavior of a railway bridge by the Finite Element Method and by monitoring strain deformations with extensometry during its operation. To represent the situations that occur in its operation, tests were made with train braking. The results of monitoring the bottom cross section of column P15 of the bridge are presented. Based on the obtained data, the deformations occurring during the tests are verified against the calculated values obtained by the FEM method and those prescribed by NBR 7187(2003). The comparison between the real behavior of the structure, recorded experimentally through extensometry, and the numerical forecast and its assumptions from the project conceived was done. From this comparison, it verified that the value of longitudinal force due to braking recommended by the standard is appropriate.<hr/>Neste trabalho foi analisado o comportamento mecânico de uma ponte rodoferroviária com o cálculo através do Método dos Elementos Finitos e com o monitoramento com extensometria das deformações obtidas durante sua operação. Para representar as situações que ocorrem em sua operação, foram feitos testes com frenagem de trem. São apresentados os resultados do monitoramento da seção transversal da base do pilar P15 da ponte. Com base nos dados obtidos, foi verificado se as deformações ocorridas durante os testes estão ou não de acordo com o calculado pelo método numérico e o prescrito na norma NBR 7187(2003). Foi feita a comparação entre o comportamento real da estrutura, registrado experimentalmente através da extensometria, e a previsão numérica a partir do projeto idealizado. A partir dessa comparação, verificou-se se o valor da força longitudinal devida à frenagem recomendado pela norma está adequado. <![CDATA[<b>Steel and concrete bond stress: a contribution to the study of APULOT tests using concrete with rubber addition</b>]]> http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1983-41952014000500006&lng=en&nrm=iso&tlng=en The bond stress between steel and concrete is the essential condition to the good behaviour of reinforced concrete structures. To preview the use of concrete with waste incorporation for structural aims, the verification of its quality control is necessary, whether of compression strength and bond. This paper presents the study results about the viability use of APULOT tests, that is a bond tests, to prevent the compression strength of concrete with rubber addition. The purpose of APULOT tests become study in many laboratories in France and Brazil, where is to estimate the compression strength using the bond stress obtained in tests execute inside of building construction. Also the use of concrete with rubber addition to structural use has been made with safe because this kind of addition makes the concrete compression strength decrease. To study its compression strength behavior is also make part of this research. This work aims to contribute with standardization of APULOT tests, and also give conditions to use the concrete with rubber addition in structural elements with more safe.<hr/>A aderência entre o concreto e o aço (armadura) é o principal fator do bom desempenho do concreto armado. Para prever a utilização do concreto com incorporação de resíduos para fins estruturais, a verificação do controle de qualidade se faz necessária, quer seja de sua resistência à compressão axial quer seja de sua aderência. Este artigo apresenta os resultados do estudo sobre a viabilidade do ensaio de aderência aço-concreto, denominado ensaio APULOT, para estimativa da resistência à compressão axial do concreto com adição de fibras de borracha. A proposta do ensaio APULOT, vem sendo estudada em vários laboratórios de pesquisa, na França e no Brasil e consiste em determinar a resistência à compressão axial do concreto, a partir dos resultados da tensão de aderência realizados na obra. A utilização do concreto com incorporação de resíduos de borracha para fins estruturais deve ser feita com cautela, pois comprovadamente a adição de borracha no concreto faz com que a resistência à compressão do mesmo venha a diminuir. Estudar seu comportamento quanto à resistência axial à compressão, além da aderência aço e concreto, também é necessária. Este trabalho visa contribuir com a normalização do ensaio APULOT possibilitando um melhor controle tecnológico em canteiros de obra, assim como verificar as condições de utilização para fins estruturais do concreto com resíduos de borracha. <![CDATA[<b>Nonlinear analysis of the progressive collapse of reinforced concrete plane frames using a multilayered beam formulation</b>]]> http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1983-41952014000500007&lng=en&nrm=iso&tlng=en This work investigates the response of two reinforced concrete (RC) plane frames after the loss of a column and their potential resistance for progressive collapse. Nonlinear dynamic analysis is performed using a multilayered Euler/Bernoulli beam element, including elasto-viscoplastic effects. The material nonlinearity is represented using one-dimensional constitutive laws in the material layers, while geometrical nonlinearities are incorporated within a corotational beam formulation. The frames were designed in accordance with the minimum requirements proposed by the reinforced concrete design/building codes of Europe (fib [1-2], Eurocode 2 [3]) and Brazil (NBR 6118 [4]). The load combinations considered for PC analysis follow the prescriptions of DoD [5]. The work verifies if the minimum requirements of the considered codes are sufficient for enforcing structural safety and robustness, and also points out the major differences in terms of progressive collapse potential of the corresponding designed structures.<hr/>Este trabalho investiga a resposta de dois pórticos planos de concreto armado à perda de uma coluna e sua capacidade de resistir ao colapso progressivo. A análise não linear dinâmica é realizada utilizando um elemento de viga baseado na teoria de Euler/Bernoulli com seção transversal discretizada em camadas. A não linearidade física é representada através de relações constitutivas unidimensionais, incluindo efeitos viscoplásticos. A não linearidade geométrica é incorporada através de uma formulação corrotacional. Os pórticos foram projetados de acordo com os requisitos mínimos das normas de projeto/construção de estruturas de concreto armado Europeias (fib [1-2], Eurocode 2 [3]) e Brasileiras (NBR 6118 [4]). As combinações de carregamento consideradas na análise de colapso progressivo estão de acordo com DoD [5]. O trabalho verifica se os requisitos mínimos das normas consideradas são suficientes para garantir a robustez e a segurança estrutural e aponta também as diferenças mais relevantes em termos da suscetibilidade dos pórticos ao colapso progressivo. <![CDATA[<b>Experimental investigation on the use of steel-concrete bond tests for estimating axial compressive strength of concrete. </b><b>Part</b><b> 2: APULOT</b>]]> http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1983-41952014000500008&lng=en&nrm=iso&tlng=en The scope of this research investigates the feasibility to use steel-concrete bond tests for estimating the compressive strength of concrete to supplementary use it in the quality control of reinforced concrete. Lorrain and Barbosa (2008)[1] and Lorrain et al. (2011)[2] justify the use of a modified bond test, called APULOT, to estimate the compressive strength of concrete, thereby increasing the possibilities for the technological control of reinforced concrete at construction sites. They propose an adaptation of the traditional pull-out test (POT) method, standardized by CEB/FIP RC6:1983[3], as this is a low complexity test with the advantage of reduced costs. The use of the APULOT test as a technological control test of concrete at construction sites requires determining a standard and also adapting it from the experimental laboratory practice to the field. The first part of this work evaluated the potential to perform compressive strength estimates from the bond strength data obtained by the POT test. The second part of this paper will present and discuss the test results achieved by the APULOT method. Two concrete compositions of different classes (25 MPa and 45 MPa) were tested at 3, 7 and 28 days. Ribbed bar specimens (nominal diameters of 8, 10 and 12.5 mm) were also used in the preparation stage of the specimens, totaling 144 APULOT tests. The results show that under standard test conditions, the correlation between the maximum bond strength and the compressive strength of concrete is satisfactory at all ages tested, corroborating the objective of consolidating this test as a complementary alternative for controlling the quality of reinforced concrete.<hr/>EA presente pesquisa se propõe a estudar a viabilidade do uso de ensaios de aderência aço-concreto para estimativa da resistência à compressão axial do concreto, com o objetivo de empregá-los como um complemento no controle de qualidade do concreto armado. Lorrain e Barbosa (2008)[1]e Lorrain et al. (2011)[2]justificam a utilização de um ensaio de aderência modificado, denominado APULOT, para estimar a resistência à compressão do concreto, incrementando as possibilidades de controle tecnológico do concreto armado em canteiros de obras. Os mesmos propõem uma adaptação do método pull-out test (POT) tradicional, normalizado pela CEB/FIP RC6:1983[3], por ser este um ensaio de baixa complexidade e de custo reduzido. Para viabilizar o uso do ensaio APULOT como ensaio de controle tecnológico do concreto em canteiro de obras é necessário definir um padrão para o mesmo e adaptá-lo da prática experimental do laboratório para o campo. A primeira parte deste trabalho buscou avaliar a potencialidade de efetuar estimativas da resistência à compressão a partir dos dados da tensão de aderência obtidos com uso do POT. Na segunda parte deste trabalho serão apresentados e discutidos resultados de ensaios realizados com o método APULOT. Foram ensaiadas 2 composições de concreto de classes distintas (25 MPa e 45 MPa), aos 3, 7 e 28 dias. Foram, ainda, usadas na confecção dos corpos de prova barras nervuradas com diâmetros nominais de 8, 10 e 12,5 mm, totalizando 144 ensaios do tipo APULOT. Os resultados obtidos mostram que, sob condições padronizadas de ensaio, a correlação entre a tensão máxima de aderência e a resistência à compressão do concreto é satisfatória, em todas as idades ensaiadas, fortalecendo o propósito de consolidar este ensaio como uma alternativa complementar para controle de qualidade do concreto armado. <![CDATA[<b>Material and geometric nonlinear analysis of reinforced concrete frames</b>]]> http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1983-41952014000500009&lng=en&nrm=iso&tlng=en The analysis of reinforced concrete structures until failure requires the consideration of geometric and material nonlinearities. However, nonlinear analysis is much more complex and costly than linear analysis. In order to obtain a computationally efficient approach to nonlinear analysis of reinforced concrete structures, this work presents the formulation of a nonlinear plane frame element. Geometric nonlinearity is considered using the co-rotational approach and material nonlinearity is included using appropriate constitutive relations for concrete and steel. The integration of stress resultants and tangent constitutive matrix is carried out by the automatic subdivision of the cross-section and the application of the Gauss quadrature in each subdivision. The formulation and computational implementation are validated using experimental results available in the literature. Excellent results were obtained.<hr/>A análise de estruturas de concreto armado até à ruína requer a consideração das não linearidades física e geométrica. Contudo, a análise não linear é mais complexa e possui custo computacional mais elevado que a análise linear. Com objetivo de obter uma alternativa eficiente para a análise não linear de estruturas reticuladas de concreto armado, este trabalho apresenta a formulação de um elemento finito de pórtico plano não linear. A não linearidade geométrica é tratada através do uso da formulação corrotacional e a não linearidade física é considerada através do uso de relações constitutivas apropriadas para o concreto e o aço. A integração dos esforços e da matriz constitutiva tangente é realizada pela subdivisão automática da seção transversal em faixas seguida pela uso da quadratura de Gauss em cada faixa. A formulação e implementação computacional são validadas através da comparação com resultados experimentais, tendo sido obtidos excelentes resultados.