Abstract Modern non-destructive investigation techniques and computational tools for nonlinear analysis allow understanding the structural behavior and damage of existing buildings, aiming at the least possible extent of intervention. Careful and minimal intervention is essential to preserve the authenticity of the built cultural heritage. An investigation with a historical, experimental, and numerical approach was carried out in the Theatro Municipal do Rio de Janeiro, in Brazil, a building with an eclectic architecture from the beginning of the twentieth century. Its masonry domes and vault have paintings by renowned artists on their intrados and were strengthened in the 1970s. The adopted methodology was based on anamnesis, characterization and observation of the structure employing non-destructive tests, and on the assessment of its vulnerability by nonlinear analyses of calibrated numerical models. Several hypotheses of differential settlement under gravitational actions were investigated, seeking to reproduce the cracking pattern and to identify the causes of damage to the masonry domes and vault before the strengthening. The nonlinear analysis of the structure allowed to evaluate the causes of the observed damage, assess the level of safety, identify the most vulnerable parts, and characterize the collapse mechanisms, in addition to demonstrating the efficiency of the intervention measures adopted in the past.

Resumo Técnicas modernas de investigação não destrutiva e ferramentas computacionais para análise não linear permitem compreender o comportamento estrutural e danos em edifícios existentes, visando a menor intervenção possível. A intervenção cuidadosa e mínima é essencial para preservar a autenticidade do patrimônio cultural construído. Uma investigação de abordagem histórica, experimental e numérica foi realizada no Theatro Municipal do Rio de Janeiro, no Brasil, edifício de arquitetura eclética do início do século XX. Suas cúpulas e abóbada em alvenaria possuem pinturas de renomados artistas no intradorso e foram reforçadas na década de 1970. A metodologia adotada baseou-se na anamnese, caracterização e observação da estrutura por meio de ensaios não destrutivos e na avaliação de sua vulnerabilidade por análises não lineares de modelos numéricos calibrados. Diversas hipóteses de recalque diferencial sob ações gravitacionais foram investigadas, buscando reproduzir o padrão de fissuração e identificar as causas dos danos nas alvenarias antes do reforço. A análise não linear da estrutura permitiu avaliar as causas dos danos observados, estimar o nível de segurança, identificar as partes mais vulneráveis e caracterizar os mecanismos de colapso, além de demonstrar a eficácia das medidas de intervenção adotadas no passado.

resumo Neste artigo estuda-se o efeito do hiperestático de protensão em vigas curvas, por meio do método das cargas nodais equivalentes. É realizado um estudo de caso, aplicando-se o método das cargas nodais equivalentes em uma viga curva protendida de dois vãos, utilizando-se como modelo estrutural um elemento finito curvo, analisando-se o efeito do hiperestático de protensão para cada caso e comparando-o com o seu equivalente em viga reta. Constatou-se analiticamente que os parâmetros de rigidez E I e G J influenciam na obtenção do hiperestático de protensão. Os resultados demonstram que o ângulo de abertura da viga reduz o efeito do hiperestático de protensão e que, quanto maior esse ângulo, maior é a redução que ocorre em seu hiperestático de protensão em comparação ao seu equivalente em viga reta.

abstract This paper analysis the effect of the secondary moment on curved beams using the equivalent nodal loads method. A case study was carried out applying the equivalent nodal loads method to a two-span prestressed curved beam, using a curved finite element as the structural model, analyzing the effect of the secondary moment for each case and comparing it with its equivalent in straight beam. It was found that the stiffness parameters E I and G J influence the secondary moment. The results demonstrates that the beam opening angle reduces the effect of secondary moment, and that the greater the angle, the greater is the reduction that occurs in its secondary moment compared to its equivalent straight beam.

RESUMO Este estudo teórico-experimental visa analisar o estado de tensão atuante nas juntas de aderência de corpos de prova cilíndricos, aderidos com epóxi e com concretos de diferentes resistências (21,6 MPa, 30,0 MPa, 72,8 MPa e 86,6 MPa) com inclinações de 30°, 45° e 60° e a rugosidade média das peças de concreto. A rugosidade de cada peça foi analisada por meio de microscópio digital. Foram realizados noventa e três ensaios à compressão, e determinados os valores médios para tensão de ruptura, tensão normal ao plano da junta e tensão de aderência. Para a análise da rugosidade foram tiradas 744 fotografias distribuídas entre as classes de concreto pesquisadas. Os resultados são analisados mostrando o comportamento das tensões nas juntas de colagem, a correlação entre os tipos de concreto e a rugosidade média de cada classe de concreto.

ABSTRACT This theoretical and experimental study aims to analyze the stress state acting at the bond joints of cylindrical specimens, mounted with concrete of different strengths (21,6 MPa, 30,0 MPa, 72,8 MPa and 86,6 MPa) with inclination of 30°, 45° and 60° and the average roughness of the concrete pieces. The roughness of each specimen was analyzed using a digital microscope. Ninety-three compressive tests were carried out, and determined the average values for stress state. For the analysis of roughness were taken seven hundred forty-four photographs distributed among the investigated concrete classes. The results are analyzed and the behavior of the stresses in the joints bonding, the correlation between the types of concrete and the average roughness of each concrete class are presented herein.

Esse trabalho tem por objetivo avaliar o comportamento mecânico de vergas em alvenaria estrutural, executadas com blocos cerâmicos vazados, treliças planas e grampos verticais. O programa experimental consistiu na confecção de três modelos de vergas: vergas grauteadas, com armadura de flexão nas canaletas da abertura; vergas com blocos estruturais vazados e treliças planas; e vergas armadas com treliças planas e grampos verticais. Os resultados dos ensaios indicaram que as rupturas ocorreram por influência das tensões de cisalhamento, com fissuras inclinadas e esmagamentos na parte superior dos blocos. Os modelos grauteados resistiram a cargas maiores em relação aos demais. Contudo, os modelos com treliças planas e grampos verticais suportaram intensidades de forças maiores em relação apenas aos com treliças planas. O esforço cortante último resistido pelas vergas grauteadas foi inferior ao calculado a partir das recomendações da 15812-1 (ABNT, 2010) e NBR 15961-1 (ABNT, 2011). A verificação do esforço cortante último resistido pelas vergas com treliças planas e dos modelos com treliças planas e grampo, admitindo os mesmos limites de resistência ao cisalhamento estabelecido para as vergas grauteadas, permitiu concluir que, para o dimensionamento de vergas armadas na junta de assentamento, esses limites não podem ser aplicados, resultando em menores resistências.

The aim of this studyis to evaluate the mechanical behavior of hollow clay block masonry beams reinforced with horizontal reinforcement truss, with or without vertical stirrups. Intheexperimental program,three types of beams were tested: a course of grouted blockswith reinforcement; beams with hollowblocks with plane truss reinforcement; and beams with plane truss with vertical stirrups. The test results indicated that most of the failures occur due toshear with inclined cracks and crushing of the blocks. The use of beams with grout demonstrated high levels of strength, when compared with the other models. The use of horizontal joint reinforcement with vertical stirrups led to higher failure values when compared to the beams with only joint reinforcement. The ultimate shear force measured on the tests of the beams was lower than the theoretical value calculated with NBR 15812-1 (ABNT, 2010) and NBR 15961-1 (ABNT, 2011). The expected failure loads of the beams with plane truss and plane truss with vertical stirrups, admitting the same limits of shear strength as the grouted beams, led to the conclusion that special provisions must be made to calculate the shear strength of masonry beams.

The good performance of reinforced concrete structures is ensured by the transfer of stress linking a reinforcing bar and the surrounding concrete. The bond steel-concrete is a very complex phenomenon. This paper presents the experimental results of a program with specimens used in the pull out test with concrete strength of 20, 40, 60, 80 and 100 MPa and four different steel diameters: 12.5, 16.0, 20.0 and 25.0 mm. The test results indicated that the bond stress varied with the bars rib face angle, rib spacing, and rib height. The trends of the results were independent of the concrete strength with the test results, and design recommendations made as regards optimum rib geometries of deformed bars with high bond-slip characteristics.