Resumo O presente trabalho apresenta o estudo experimental de pilares de concreto armado reforçados com parafusos chumbadores e acréscimo de camada com 35 mm de concreto autoadensável na face comprimida. Nove pilares, com alturas de 2000 mm, foram submetidos à flexão composta reta com excentricidade inicial de 60 mm, assim discriminados: um pilar original (PO) com seção transversal de 120 mm x 250 mm; um pilar de referência (PREF) com seção transversal de 155 mm x 250 mm e sete pilares, inicialmente moldados com seção transversal de 120 mm x 250 mm, e após, reforçados através da adição de camada de reforço de 35 mm e diversas configurações de posições de parafusos chumbadores na face comprimida. Exceto o pilar original (PO), os pilares foram submetidos à excentricidade inicial de carga de 42,5 mm, devido ao acréscimo da camada de reforço na face comprimida. Apesar de não ocorrer ruptura dos parafusos chumbadores, não foi possível evitar o desplacamento da camada de reforço. Os resultados obtidos indicam que é possível a reabilitação estrutural de pilares de concreto armado com o uso da metodologia de reforço empregada, obtendo ganho de capacidade de carga média de 271 % em relação ao pilar original (PO).

Abstract This paper presents the experimental study of eccentrically loaded reinforced concrete columns with an added 35 mm self-compacting concrete jacket attached to the column’s most compressed face using wedge bolts. Nine columns with a 2000 mm height were tested under compression and one-way bending until failure. Columns were denominated as original column (PO) with a cross section of 120 mm x 250 mm; reference column (PR) with a cross section of 155 mm x 250 mm, and seven columns with an initial cross section of 120 mm x 250 mm and later reinforced by the addition of 35 mm self-compacting concrete layer and various configurations of wedge bolts. Except for the original column PO, the columns were submitted to a 42.5 mm load eccentricity due to the added concrete layer at the compressed face. Although failure of the wedge bolts did not occur, it was not possible to prevent detachment of the added layer. The results indicate that it is possible to structurally rehabilitate reinforce concrete columns with the use of the strengthening methodology used in this research, resulting in average ultimate load capacity gains of 271% compared to original column’s ultimate load.

Resumo A inclusão de fibras de aço em sistemas de ligações laje-pilar se torna interessante uma vez que as fibras podem melhorar a ductilidade e capacidade de absorção de energia do concreto. O uso das fibras melhora o desempenho dessas lajes, seja pelo aumento da resistência, seja pela modificação do modo de ruptura. O objetivo deste trabalho é apresentar uma análise experimental para avaliação do efeito da punção em lajes lisas de concreto armado com adição de fibras de aço e armaduras de cisalhamento. Para isso, oito lajes quadradas, 1800 mm por 1800 mm por 130 mm, foram carregadas axialmente até a ruptura. Os modelos foram divididos em dois grupos, dependendo do tipo de concreto utilizado (com ou sem fibras de aço). O volume de fibra de aço utilizado nas lajes do segundo grupo foi de 0,9%. Cada grupo foi composto por quatro modelos: um sem armadura de cisalhamento e três com armadura de cisalhamento (studs) distribuídos radialmente em torno do pilar. O uso de fibras de aço aumentou a capacidade resistente das lajes lisas em todos os modelos testados. Em um dos modelos, a associação de fibras de aço com armadura de cisalhamento alterou o modo de ruptura da laje de externo às armaduras de cisalhamento para ruptura interna à região armada.

Abstract Steel fibers in reinforced concrete increase the performance of slab-column connection once they increase ductility and energy absorption capacity of the concrete. The use of fibers in flat slabs may increase strength and change the mode of failure. The objective of this work is to present an experimental evaluation of punching shear strength of reinforced concrete flat slab with steel fibers and punching shear reinforcement. Eight square slabs, size 1800 mm by 1800 mm by 130mm, were loaded until failure by punching shear around the column. The models were divided in two groups, depending on the type of the concrete used (with or without steel fibers). The steel fiber volume used in the slabs of second group was of 0.9%. Each group was composed of four slabs: one without shear reinforcement and three with shear reinforcement (studs) distributed radially around the column. The use of steel fibers increased the ultimate strength of all flat slabs. In one of the slabs, the association of steel fibers with shear reinforcement changed the failure surface from outside to inside the punching shear reinforcement region.

Este artigo apresenta um estudo do comportamento de pilares de concreto armado reforçados por encamisamento parcial, com o uso de uma camada de 35 mm de concreto auto adensável na face mais comprimida submetidos à flexo-compressão até à ruptura. Foram utilizados parafusos conectores como armadura de ligação entre as duas camadas de concreto de diferentes idades. Foram ensaiados 7 pilares de 2000 mm de altura, sendo 2 peças concretadas monoliticamente nomeadas de PO (pilar original) e PR (pilar de referência). Os outros 5 pilares foram reforçados utilizando uma camada de 35 mm de concreto moldada na face submetida a maior compressão. O pilar PO tinha uma seção transversal retangular de 120x 250 mm e as demais colunas 155 x 250 mm após executado o reforço. Os resultados alcançados mostram que os pilares reforçados atingiram uma resistência de aproximadamente três vezes maior com relação ao pilar PO, demostrando eficiência da técnica utilizada. Os pilares apresentaram o desplacamento da camada de reforço nas cargas finais, com tendências ao esmagamento do concreto e escoamento do aço.

This article presents the study of reinforced concrete columns strengthened using a partial jacket consisting of a 35mm self-compacting concrete layer added to its most compressed face and tested in combined compression and uniaxial bending until rupture. Wedge bolt connectors were used to increase bond at the interface between the two concrete layers of different ages. Seven 2000 mm long columns were tested. Two columns were cast monolithically and named PO (original column) e PR (reference column). The other five columns were strengthened using a new 35 mm thick self-compacting concrete layer attached to the column face subjected to highest compressive stresses. Column PO had a 120mm by 250 mm rectangular cross section and other columns had a 155 mm by 250mm cross section after the strengthening procedure. Results show that the ultimate resistance of the strengthened columns was more than three times the ultimate resistance of the original column PO, indicating the effectiveness of the strengthening procedure. Detachment of the new concrete layer with concrete crushing and steel yielding occurred in the strengthened columns.

Para que um elemento estrutural reforçado por encamisamento tenha um desempenho satisfatório é necessário garantir a transferência de esforços na região da junta do concreto antigo (substrato) com o concreto do reforço. O desplacamento entre o concreto adicionado (material do reforço) e o concreto antigo deve ser evitado quando a peça reabilitada é colocada novamente em serviço. Foram ensaiados oito pilares de concreto armado, submetidos à flexo-compressão reta, reforçados com concreto auto adensável e chumbadores metálicos cruzando a interface de ligação entre os concretos moldados em idades distintas, para evitar o desplacamento entre estes materiais. Dos oito pilares ensaiados, dois eram referências e foram denominados de PO (pilar original) e PR. (pilar referência). Os outros seis foram reforçados acrescentando-se uma camada de concreto auto adensável de 35 mm à face comprimida. O pilar PO, tinha seção transversal de 120 x 250 mm, e forneceu informações sobre o comportamento da peça antes da execução do reforço. O pilar PR tinha seção transversal de 155 x 250 mm, e forneceu informações sobre o comportamento de uma peça monolítica de seção idêntica a dos pilares após o reforço. Para executar o reforço, inicialmente escarificou-se, por hidrojateamento, a zona de interface a ser formada pelo contato entre o concreto do reforço e do substrato. Posteriormente, fizeram-se furos ao longo desta superfície, onde foram inseridos os chumbadores mecânicos responsáveis por aumentar a aderência entre os concretos. A diferença entre os seis pilares reforçados consistia justamente na variação da posição e da quantidade dos chumbadores usados em cada peça. Os resultados obtidos indicaram que a quantidade e a posição destes chumbadores interferiram significativamente na capacidade portante dos pilares reforçados, pois retardavam a ocorrência de uma ruptura prematura por desplacamento entre os concretos do reforço e do substrato.

Strengthening of reinforced concrete columns by jacketing is one of the most common structural rehabilitation techniques in Brazil. For adequate performance, it is necessary, among others, to avoid detachment of the new concrete layer (strengthening material) from the old concrete substrate when the strengthened member is again in service conditions. This paper describes the test results of eight reinforced concrete rectangular columns subjected to combined compression and one-axis bending to evaluate the efficiency of using sleeve wedge bolts across the new concrete/old concrete interface to avoid detachment. The strengthening technique, in this case, consists of adding a layer of self-compacting concrete to one face of the column. Two columns tested were monolithic and named PO (original column) e PR (reference column). The other six columns were strengthened using a new 35 mm thick self-compacting concrete layer attached to the column face subjected to highest compressive stresses. Column PO had a 120mm by 250 mm rectangular cross section and its results gave information about column behavior without the use of strengthening. Column PR had a 155mm by 250 mm rectangular cross section and its cross section dimensions matched the strengthened columns but it was cast monolithically. To improve bond conditions between the existing concrete and the new concrete, the concrete surface was roughened and the outermost aggregate was exposed using hydro jetting. Holes along the concrete surface were made to insert the wedge bolts responsible for increasing the bond between the two concrete surfaces. The difference among the six strengthened columns was the position and amount of bolts used. Results indicate that the position and amount of the bolts alters significantly the strength capacity of the columns, since premature rupture by concrete detachment was delayed.

Este trabalho apresenta uma análise comparativa dos resultados obtidos em ensaios do módulo estático de elasticidade realizados em corpos de prova cilíndricos de concreto simples. O objetivo é identificar e avaliar a influência de alguns fatores intervenientes nos resultados do ensaio módulo de elasticidade como o tipo de equipamento utilizado para medição de deformações (compressômetro mecânico, extensômetro elétrico de colagem superficial, extensômetro elétrico de fixação externa e transdutor diferencial de variação linear, também conhecido pela sigla em inglês - LVDT), diferentes classes do concreto (Classe C30 e Classe C60) e tamanho do corpo de prova (100 mm x 200 mm e 150 mm x 300 mm). Este ensaio foi executado em dois laboratórios da região de Goiânia, GO, conforme a ABNT NBR 8522:2008 que descreve o ensaio de módulo de elasticidade tangente inicial, caracterizando a deformabilidade do concreto submetido às tensões entre 0,5 MPa e 30% da tensão de ruptura. Foram realizados ensaios em 160 corpos de prova considerando os resultados com desempenho estatisticamente satisfatório. Concluiu-se que o tipo de medidor de deformação influenciou significativamente os resultados de módulo de elasticidade. Os corpos de prova de dimensão 100 mm x 200 mm apresentaram resultados com as maiores dispersões.

This paper presents a comparative analysis of the results obtained in static modulus of elasticity tests of plain concrete cylindrical specimens. The purpose of this study is to identify and evaluate the influence of several factors involved in modulus of elasticity tests such as the strain measurement device used (dial indicators, electrical surface bonded strain gages, externally fixed strain gages and linear variation displacement transducer - LVDT), the type of concrete (Class C30 and Class C60) and cylindrical specimen size (100 mm x 200 mm and 150 mm x 300 mm). The modulus tests were done in two different laboratories in the Goiânia, GO region and were performed according to code ABNT NBR 8522:2008, which describes the initial tangent modulus test, characterized by strains measured at tension values of 0.5 MPa and 30% of the ultimate load. One hundred and sixty specimens were tested with statistically satisfactory results. It was concluded that the type of strain measurement device greatly influenced the modulus of elasticity results. Tests in specimens 100 mm x 200 mm showed highest statistical variation.