Resumo Blocos sobre estacas podem ser dimensionados utilizando-se, preferencialmente, modelos plásticos (bielas e tirantes) e modelos baseados na teoria da flexão. Com o intuito de analisar o comportamento das tensões nas regiões nodais inferior e superior do bloco, fez-se uma análise teórica dos resultados dos ensaios experimentais realizados por diversos pesquisadores. Observaram-se divergências nos resultados e, em função disto, foi feita uma análise crítica que permitiu a sugestão de uma nova metodologia para a verificação das tensões nodais junto a zona nodal superior, baseada no comportamento multiaxial do concreto.

Abstract Pile caps can be dimensioned using, preferably, plastic models (strut-and-tie) and models based on the flexion theory. In order to analyze the behavior of the stresses in the lower and upper nodal regions of the cap, a theoretical analysis of the experimental results found by several researchers was made. There was a discrepancy in the results obtained and, as a result, a critical analysis carried out and a new methodology for the verification of the nodal stress near the upper zone, based on the multiaxial behavior of the concrete, is suggested.

Resumo O trabalho analisa o comportamento de blocos sobre duas estacas com cálice parcialmente embutido, submetidos à ação de força centrada. Foram ensaiados experimentalmente três modelos, variando-se o tipo de conformação das paredes dos pilares e do cálice, sendo uma lisa, outra rugosa e um bloco monolítico, utilizado para referência. A rugosidade na interface pilar-cálice foi analisada, com o intuito de verificar a diferença das distribuições dos fluxos de tensões de compressão e tração no modelo de biela e tirante empregado no dimensionamento e, consequentemente, o comportamento estrutural. As análises experimentais constataram que o modelo com conformação rugosa das paredes do cálice e do pilar apresentou capacidade resistente superior ao modelo com conformação lisa. Ambos, porém tiveram desempenho inferior ao bloco monolítico, com valores de 66% e 36% respectivamente.

Abstract The paper analyzes the two pile caps with partially embedded socket and subject a center load. Three models were experimentally tested, varying the type of conformation of the column and walls of the socket, with a smooth, the other rough, and a monolithic two pile cap, used for reference. The roughening of the column-socket interface was examined with the aim of verifying the difference of the distribution of compressive and tensile stresses in the strut an tie model used for design. The experimental test to show that the two pile caps with conformation rough of the column and walls of the socket, support more load in comparison with two pile caps with smooth of the column and walls of the socket. Both however underperformed the monolithic two pile cap, with values of 66% and 36% respectively.

Resumo Este artigo apresenta um estudo experimental de reforço de pilares, com emprego de chumbadores metálicos e preenchimento com concreto autoadensável. Foram ensaiados cinco pilares de concreto armado submetidos à flexo-compressão: dois pilares foram usados como referência, sendo um com seção transversal igual a 120 x 250 mm; um monolítico com seção igual a 155 x 250 mm, mesma seção transversal dos pilares reforçados e três, que inicialmente foram moldados com seção de 120 x 250 mm e posteriormente receberam uma camada de 35 mm de espessura de concreto autoadensável na face comprimida. Apesar dos chumbadores não apresentarem ruptura, houve o desplacamento da camada do reforço. Os resultados obtidos indicam a possibilidade da utilização deste método de reforço na reabilitação estrutural de pilares de concreto armado, apresentando acréscimo na capacidade resistente em média igual a 403 % em relação ao pilar de referência.

Abstract This article presents a columns reinforcement experimental study, with the use of anchor steel bolts and fill with self-compacting concrete. Were tested five columns of reinforced concrete subjected to flexion-compression: two columns were used as reference, and a cross-section equal to 120 x 250 mm; with a monolithic section equal to 155 x 250 mm cross section of the same reinforced columns and three which were initially molded with a 120 x 250 mm section and subsequently received a layer of 35 mm thick self-compacting concrete in the compressed side. Despite the studs do not present break, there was peeling of the reinforcement layer. The results indicate the possibility of using this method in reinforcing structural rehabilitation of reinforced concrete columns, with increase in load capacity on average equal to 403% in relation to the column reference.

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.

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.

O comportamento estrutural dos blocos sobre estacas com cálice embutido é influenciado pelo tipo de interface pilar-cálice, a qual pode ser lisa ou rugosa. Com o objetivo de analisar o comportamento de blocos sobre duas estacas com cálice embutido, considerando a rugosidade da interface pilar-cálice, submetido à ação de força normal excêntrica, realizaram-se simulações numéricas, desenvolvidas em programa de computador baseado no método dos elementos finitos - MEF. Na análise numérica as não-linearidades físicas dos materiais concreto e aço foram consideradas, como também o atrito nas interfaces entre as paredes do pilar e do cálice. Considerou-se aderência perfeita entre as barras de aço das armaduras com o concreto do entorno. Observou-se que o comprimento de embutimento do pilar no interior do bloco é fator preponderante no comportamento estrutural do elemento em análise.

The structural behavior of pile caps with sockets embedded is influenced by interface of column-socket, which can be smooth or rough. With intent to analyze the behavior of two pile caps with embedded socket, considering the friction between the column and the socket, with eccentric normal load, the numerical simulations were carried out, using a program based on the Finite Element Methods (FEM). In the numerical analysis the non-linear behavior of materials was considered, also the friction between the column and the socket. It was considered perfect bond between the reinforcement and the concrete around. It was observed that the embedded length is preponderant factor in the structural behavior of the analyzed element.

Para o dimensionamento de blocos sobre estacas utilizam-se geralmente os modelos baseados na analogia de escoras (bielas) e tirantes e teoria de flexão. O modelo de Blévot e Frémy [1] é um dos modelos de cálculo utilizado para o dimensionamento de blocos sobre estacas. Outro método para o dimensionamento de blocos sobre estacas é o modelo de viga que utiliza a teoria geral de flexão. No modelo dos pesquisadores franceses a seção transversal do pilar é proporcional à seção transversal da escora junto ao pilar. Para verificar a influência da seção transversal do pilar no comportamento estrutural dos blocos, realizaram-se ensaios experimentais de blocos sobre duas estacas, variando-se as dimensões da seção transversal do pilar e as alturas dos blocos. Análise comparativa dos resultados experimentais com relação aos resultados encontrados pelo modelo de Blévot e Frémy [1] foi realizada. Observou-se que o aumento da seção transversal do pilar conferiu aos blocos maiores capacidades resistentes.

To design of the pile caps are utilized the strut and tie model and bending theory. The Model Blévot and Frémy [1] is one of the models used to design of pile-caps. Another method for the design of caps is Model Beam that used bending theory. In the model of French researchers to cross section of the column is proportional to the cross section of strut near the column. To check the influence of the column cross section in the structural behaviour of the pile caps, experimental tests of the two pile caps were realized, varying the dimensions of the column and the high of the pile caps. Comparative analysis of experimental results with the results found by the Model Blévot and Frémy [1] was realized. It was observed that the increase of the column cross section conferred the pile caps greater strength capacity.

Existem vários modelos para o dimensionamento de blocos sobre estacas, sendo que um deles é o modelo de escoras (bielas) e tirantes. Escoras são representações gráficas dos fluxos das tensões principais de compressão de um dado elemento, enquanto que os tirantes representam os fluxos das tensões principais de tração deste. A NBR 6118:2003 [1] recomenda a utilização de modelos de escoras e tirantes para o dimensionamento e verificação de elementos estruturais de volume, idéia que se aplica aos blocos sobre estacas. Os conceitos de modelos de escoras e tirantes são simples e muito utilizados na análise de estruturas de concreto. Basicamente, o modelo consiste em determinar às áreas das barras de aço da armadura principal de tração por meio das tensões de tração obtidas para o tirante e verificar a ruptura do concreto da diagonal comprimida junto à zona nodal inferior e superior (entende-se por zona nodal superior e inferior as interfaces pilar-bloco e estaca-bloco respectivamente). A integridade da diagonal comprimida é garantida quando as intensidades das tensões nas zonas nodais superior e inferior são menores que um valor último. Esse valor último é determinado em função das propriedades mecânicas do concreto do bloco e as tensões nas zonas nodais inferior e superior são determinadas em função da força resultante das tensões atuantes na diagonal comprimida e de suas áreas. A forma correta da diagonal comprimida no interior do bloco é desconhecida. Por meio de uma análise experimental obtiveram-se as deformações principais de compressão e a forma geométrica das diagonais comprimidas em blocos sobre duas estacas submetidos à ação de forças centrada e excêntrica, como também as intensidades das tensões atuantes na zona nodal inferior.

There are several models for the design of pile caps, one of them, is the strut and tie model. Struts are graphical representations of the flows of the compression principal stress, while, the tie represents the flows of the tensile principal stress. The NBR 6118:2003 [1] recommends the use of strut and tie model for the design and verification of pile caps. The use of simple strut and tie models is much used by engineers. Basically, the model consists in determining steel areas based on the traction tie and verifying the crushing of the concrete in the inferior and superior nodal zones (the interface between the inferior face of the pile cap and the pile is the inferior nodal zone and, the interface between the superior face of the pile cap and the column, is the superior nodal zone). The strut integrity is guaranteed when the stress intensities in the superior and inferior nodal zones are lower than the limit value. This limit value is determined in function of the mechanical properties of the concrete pile cap and the stresses in the strut are determined in function of the internal forces and the area of the inferior and superior nodal zones. The correct form of the diagonal compression inside the pile cap is unknown. In function of the experimental analysis of the principal compression strain, the geometric form of the strut to two pile caps submitted the centered and eccentric load is shown along with the intensity of the stress in the inferior nodal zone.

Este trabalho discute a utilização de armadura de confinamento em vigas superarmadas de concreto armado. Essa armadura é constituída de estribos quadrados colocados na região de compressão da seção transversal da viga, aumentando a ductilidade. Para a análise numérica, utilizou-se um programa computacional baseado no Método dos Elementos Finitos que considera o efeito do confinamento no concreto, possibilitando estudar criteriosamente a influência da armadura de confinamento em vigas superarmadas. Na etapa experimental foi investigada a influência da taxa volumétrica da armadura transversal de confinamento, sendo realizados ensaios de quatro vigas superarmadas - três detalhadas com estribos adicionais destinados ao confinamento e uma projetada sem armadura de confinamento. Todas as vigas tiveram deformações nas barras da armadura de tração próximas a ey e resistência média à compressão do concreto de 25 MPa. Os resultados experimentais mostraram que o índice de ductilidade pós-pico é proporcional à taxa volumétrica da armadura transversal de confinamento. Isso não aconteceu para o índice de ductilidade pré-pico, que teve variação aleatória com a taxa volumétrica de armadura de confinamento. Observou-se também que a resistência à compressão do concreto confinado no núcleo de confinamento diminuiu na proximidade da linha neutra.

This paper discusses the use of confinement in over-reinforced concrete beams. This reinforcement consists of square stirrups, placed in the compression zone of the beam cross-section, in order to improve its ductility. A parametric numerical study is initially performed, using a finite element computational program that considers the material nonlinearities and the confinement effect. To investigate the influence of the transverse reinforcing ratio on the beam ductility, an experimental program was also conducted. Four over-reinforced beams were tested; three beam specimens with additional transverse reinforcement to confine the beams, and one without it. All specimens were fabricated with a concrete designed for a compressive strength of 25 MPa. The experimental results show that the post-peak ductility factor is proportional to the confining reinforcement ratio, however the same is not observed for the pre-peak ductility factor, which varied randomly with changes in the confining reinforcement ratio. It was also observed from the experiments that the confinement effect tends to be smaller close to the beam neutral axis.