• JoomlaWorks Simple Image Rotator
  • JoomlaWorks Simple Image Rotator
  • JoomlaWorks Simple Image Rotator
  • JoomlaWorks Simple Image Rotator
  • JoomlaWorks Simple Image Rotator
  • JoomlaWorks Simple Image Rotator
  • JoomlaWorks Simple Image Rotator
  • JoomlaWorks Simple Image Rotator
  • JoomlaWorks Simple Image Rotator
  • JoomlaWorks Simple Image Rotator
 
  Bookmark and Share
 
 
Tese de Doutorado
DOI
https://doi.org/10.11606/T.3.2022.tde-26072023-073602
Documento
Autor
Nome completo
Fábio Selleio Prado
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2022
Orientador
Banca examinadora
Valverdes, Leila Cristina Meneghetti (Presidente)
Haach, Vladimir Guilherme
Júnior, Luís Antônio Guimarães Bitencourt
Nardin, Silvana de
Santos, Sergio Hampshire de Carvalho
Título em português
Análise numérica de pilares de concreto de alta resistência cruzando vigas e lajes com concreto de resistência mais baixa.
Palavras-chave em português
Análise não linear de estruturas
Concreto de alta resistência
Estruturas de concreto armado
Ligações viga-pilar
Resumo em português
Os métodos construtivos atualmente adotados para edifícios de concreto armado recorrem à estratégia de executar pilares com concreto de alta resistência e o pavimento, formado pelas lajes e vigas, com resistência normal à compressão. Dessa maneira, a região de interseção afeta o desempenho de transferência de carga dos pilares, uma vez que há descontinuidade na resistência à compressão. No caso de pilares internos, as tensões de confinamento oriundas das lajes são expressivas, no entanto, quando o confinamento é dado em apenas duas faces do pilar, como pilares de canto, ou, quando o confinamento é proveniente por vigas mais estreitas que o pilar, a resistência efetiva do pilar pode ser muito próxima do concreto de resistência normal, em razão da insuficiência no confinamento para atingir a resistência à compressão do pilar. A norma brasileira de concreto armado ABNT NBR 6118 (2014) não trata do assunto e normas internacionais somente comentam sobre pilares de canto, borda e interno confinados por lajes lisas, não apresentando recomendações para pilares confinados por vigas mais estreitas que o pilar. Resultados experimentais reportados na literatura de pilares internos, sanduíche e de borda foram analisados em comparação com expressões propostas por pesquisadores e também por expressões recomendadas em normas internacionais. Observou-se que existe uma grande dispersão nos resultados em comparação com as expressões, ressaltando a necessidade da caracterização do comportamento estrutural pilar-pavimento com vistas a determinação das tensões de confinamento nesta região. O comportamento estrutural de pilares-sanduíche e pilares internos confinados por vigas mais estreitas que o pilar e uma laje fina, foram investigados neste trabalho por meio de modelos numéricos não lineares com os seus parâmetros calibrados por ensaios experimentais encontrados na literatura. Através dos modelos numéricos foram determinadas a resistência efetiva dos pilares em função das seguintes variáveis: razão entre as resistências do concreto do pilar e do pavimento, espessura da região com concreto menos resistente, dimensão do pilar e taxa de aço das vigas e dos pilares. Os resultados indicaram a importância da razão entre a espessura do pavimento e a menor dimensão do pilar, a razão entre as resistências do concreto e o carregamento vertical nas vigas, que pode diminuir a resistência efetiva do pilar dependendo da razão entre a altura da viga e a menor largura do pilar. De posse dos resultados numéricos, um conjunto de expressões foi proposto para calcular a resistência à compressão efetiva do pilar-sanduíche e do pilar interno, com e sem carregamento nas vigas. Ao final, foram também propostas expressões simplificadas para estimar a resistência efetiva dos pilares. As expressões propostas apresentaram boa concordância com os resultados experimentais coletados na literatura e os resultados numéricos gerados neste trabalho.
Título em inglês
Numerical analysis of high strength concrete columns crossing beams and slabs with lower strength concrete.
Palavras-chave em inglês
Column-floor connection
Concrete structures
Confinement
High strength concrete
Resumo em inglês
The construction methods currently adopted for reinforced concrete buildings resort to the strategy of executing columns with high strength concrete and the floor, formed by slabs and beams, with normal compressive strength. In this way, the intersection region affects the load transfer performance of the columns, since there is discontinuity in the compressive strength. In the case of interior columns, the confinement stresses arising from the slabs are significant, however, when the confinement is given in only two faces of the column, such as corner columns, or, when the confinement comes from beams narrower than the column, the effective strength of the column can be very close to normal strength concrete, due to insufficient confinement to reach the compressive strength of the column. The Brazilian code for reinforced concrete ABNT NBR 6118 (2014) does not deal with the subject and international codes only comment on corner, edge and interior columns confined by flat slabs, not presenting recommendations for columns confined by beams narrower than the column. Experimental results reported in the literature for interior, sandwich and edge columns were analyzed in comparison with expressions proposed by researchers and also with expressions recommended in international codes. It was observed that there is a great dispersion in the results in comparison with the expressions, emphasizing the need to characterize the column-floor structural behavior with a view to determining the confinement stresses in this region. The structural behavior of sandwich columns and interior columns confined by beams narrower than the column and a thin slab were investigated in this work using nonlinear numerical models with their parameters calibrated by experimental tests found in the literature. Through the numerical models, the effective strength of the columns was determined according to the following variables: ratio between the resistance of the concrete of the column and the floor, thickness of the region with less resistant concrete, dimension of the column and steel rate of the beams and columns. The results indicated the importance of the ratio between the thickness of the floor and the smallest dimension of the column, the ratio between the concrete strength and the vertical load on the beams, which can decrease the effective resistance of the column depending on the ratio between the height of the beam and the smallest column width. With the numerical results, a set of expressions was proposed to calculate the effective compressive strength of the sandwich column and the interior column, with and without loading on the beams. At the end, simplified expressions were also proposed to estimate the effective strength of the columns. The proposed expressions showed good agreement with the experimental results collected in the literature and the numerical results generated in this work.
 
AVISO - A consulta a este documento fica condicionada na aceitação das seguintes condições de uso:
Este trabalho é somente para uso privado de atividades de pesquisa e ensino. Não é autorizada sua reprodução para quaisquer fins lucrativos. Esta reserva de direitos abrange a todos os dados do documento bem como seu conteúdo. Na utilização ou citação de partes do documento é obrigatório mencionar nome da pessoa autora do trabalho.
Data de Publicação
2023-07-27
 
AVISO: Saiba o que são os trabalhos decorrentes clicando aqui.
Todos os direitos da tese/dissertação são de seus autores
CeTI-SC/STI
Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP. Copyright © 2001-2024. Todos os direitos reservados.