Resumo As lajes nervuradas têm sido largamente utilizadas devido às suas diversas vantagens, especialmente à redução de concreto abaixo da linha neutra. Este artigo apresenta um estudo experimental e computacional sobre lajes nervuradas com viga-faixa, sendo duas bidirecionais e duas unidirecionais, ensaiadas para avaliar a resistência à punção e ao cisalhamento das lajes. Os resultados, tanto experimentais como computacionais, mostraram que a ligação viga-faixa-nervuras é um ponto crítico de projeto devido à diferença de rigidez na zona de transição. Os melhores resultados para estimar a resistência última das lajes foi fornecido pelo EC 2 (2004), enquanto as estimativas da ACI 318 (2008) e da NBR 6118 (2014) foram, respectivamente, conservadoras e contra a segurança. Os resultados dos testes também mostraram que a recomendação da norma brasileira em adotar procedimentos de análise das lajes nervuradas como lajes maciças não forneceram resultados satisfatórios.

Abstract Ribbed slabs have been widely used in buildings due to their many advantages, especially the decrease of concrete below the neutral line. This paper presents an experimental and computational study on ribbed slabs with wide-beam, two one-way slabs and two two-way slabs, with variable depths were tested to evaluate their resistance to punching and shear strength of slabs. Experimental and computational results showed that the wide-beam ribs connection is a critical point in the design of the slabs due to the difference in stiffness in the transition zone. Best results for the ultimate load estimates for ribs were provided by EC 2 (2004), while estimates of ACI 318 (2008) and NBR 6118 (2014) were respectively conservative and unsafe. Test results on slabs also revealed that the Brazilian alternative to analysis ribbed slabs as solid ones failed to give satisfactory results.

RESUMO Investiga-se o comportamento de seis pilares à flexo-compressão. As amostras apresentaram uma seção inicial de (120 x 200) mm2, uma seção final de (200 x 200) mm2 e altura de 1.600 mm, reforçadas nos lados tracionados e comprimidos com reboco pré-existente ou não. A aderência entre concreto novo e velho, e padrão de fissuração foram satisfatórios. Embora os pilares revestidos tenham o mesmo comportamento dos pilares não revestidos, mesmo quando a área de concreto foi reduzida em aproximadamente 20%, os problemas consistiram no esmagamento da camada de reforço imediatamente antes da ruptura dos pilares. Esse reforço provou ser mais adequado quando realizado na zona comprimida podendo ser executado através de procedimentos convencionais com ou sem camada de argamassa de reboco.

ABSTRACT The behavior of six uniaxial compression columns is investigated. Specimen featured an initial section of (120 x 200) mm2, a final section of (200 x 200) mm2 and height of 1.600 mm, strengthened on the tensile and compression sides with plaster or not. Adherence between new and old concrete, and cracking pattern was satisfactory. Although coated columns showed the same behavior to their respective non-coated ones even when concrete area was reduced by approximately 20%, problems consisted in the crushing of the reinforced concrete layer immediately prior to the rupture of the columns. This strengthening proved to be more adequate when undertaken at the columns´ compressed zone and may be executed through conventional procedures with or without mortar coating layer.

RESUMEN Se investiga el comportamiento de seis columnas a flexo-compresión con sección inicial (120 x 200) mm2, sección final (200 x 200) mm2 y altura de 1.600 mm, reforzadas en los lados traccionados y comprimidos con revoque preexistente o no. La adherencia entre hormigón nuevo y viejo, y patrón de fisuración fueron satisfactorios. Aunque los pilares revestidos tienen el mismo comportamiento de los no revestidos, incluso cuando el área de hormigón se redujo en aproximadamente 20%, los problemas consistieron en el aplastamiento de la capa de refuerzo inmediatamente antes de la ruptura de los pilares. Este refuerzo resultó ser más adecuado cuando se realiza en la zona comprimida, a través de procedimientos convencionales con o sin capa de revoco de mortero.

Resumo Neste texto são descritos o cenário do colapso do edifício Real Class, edifício residencial com sistema estrutural de concreto armado, situado na zona urbana da cidade de Belém/PA, ocorrido em 2011. As inconformidades encontradas no edifício são exibidas através de dados extraídos dos laudos e da verificação dos projetos estrutural e arquitetônico perante a norma de estruturas de concreto armado, NBR 6118 (2007), vigente na época do acidente. A segurança do edifício foi avaliada através da modelagem computacional com análise linear do edifício pelo software utilizado pelo projetista. Foram analisadas as condições do projeto e da estrutura executada diante da estabilidade global, capacidade de carga das fundações e resistência dos pilares. Os resultados obtidos demonstraram que a estrutura do edifício estava sujeita a grandes deslocamentos e as seções dos pilares projetadas eram incapazes de resistir às solicitações das ações de vento incidentes na região da edificação.

Abstract This paper describes the scene of the Real Class building collapse, a residential building with reinforced concrete structural system and located in the urban area of the city of Belem / PA, occurred in 2011. The unconformities found in the building are displayed using data extracted from reports and verification of structural and architectural designs. The data was compared with the Brazilian code for reinforced concrete structures, NBR 6118 (2007), valid at the time of the accident. The security of the building was evaluated through a computer model with linear analysis with the software used by the designer. The conditions of the structural system designed and as built was evaluated with parameters of global stability and load capacities of columns and foundations. The results showed that the structure of the building was subject to large displacements and the sections of columns were unable to resist the stresses produced by regional wind actions.

Resumo Poucas informações relativas às investigações experimentais sobre a colaboração da protensão na capacidade resistente ao esforço cortante dos elementos estruturais protendidos, são encontradas na literatura técnica. Assim, foi avaliado experimentalmente o desempenho ao cisalhamento de seis vigas de concreto protendido com cordoalhas engraxadas, seção transversal de (150 x 450) mm2, comprimento de 2400 mm e resistência à compressão do concreto de 30 MPa, sendo que as variáveis do trabalho foram o traçado do cabo de protensão, reto ou parabólico, e a taxa de armadura transversal. São apresentados os resultados para os deslocamentos verticais, deformação do aço e do concreto e as cargas últimas experimentais comparadas com as estimadas das normas ACI 318, EUROCODE 2 e NBR 6118: 2014. Os resultados mostraram que as vigas com traçado inclinado apresentaram aumento na resistência ao cisalhamento em até 16 % quando comparadas às vigas com cabos retos.

Abstract Little information on experimental investigations regarding the influence of the prestressing forces in the shear resistance of prestressed beams is found in the technical literature. Thus, it was experimentally evaluated the shear resistance of six post-tensioned prestressed concrete beams with cross section of (150 x 450) mm2, total length of 2400 mm and concrete's compressive resistance of 30 MPa, with the variables of this work being the layout of the prestressing cable, straight or parabolic, and the stirrups geometric rate. Verticals displacement, steel and concrete's strains and a comparison of the experimental loads with the estimates of ACI 318, EUROCODE 2 and NBR 6118: 2014 codes are presented and discussed. The results showed that the cable's parabolic layout increased the beams' shear resistance in up to 16% when compared to beams with straight cables.

Resumo Este trabalho apresenta o emprego da técnica de reforço estrutural por encamisamento aplicada na reforma da edificação histórica denominada "Casarão", devido à necessidade arquitetônica de permanecer o mais fiel ao projeto original,justificando-se pela necessidade do aumento de capacidade de resistência sem que haja aumento substancial na seção transversal dos pilares. Os resultados obtidos através da análise do reforço em relação aos pilares retangulares submetidos à flexão composta, esforços cortantes e torsores, em concordância com a NBR 6118 (ABNT, 2014), indicaram que a técnica estudada foi eficiente, pois todas as peças reforçadas tiveram uma capacidade portante maior e atenderam aos requisitos atuais de segurança estrutural sem comprometer as caracteristicas arquitetônicas da edificação.

Abstract This work presents the use of the technique of structural reinforcement for jacketing applied in the reform of the historical building called "Casarão", due to the architectural need to remain as faithful to the original design,justifying the need for increased resilience without substantial increase in the cross section of the pillars. The results obtained by analyzing the reinforcement relative to rectangular columns subjected to bending, shearing and torsional, in accordance with the NBR 6118 (ABNT, 2014), indicated that the studied technique was efficient because all reinforced parts had a greater bearing capacity and met the current requirements without compromising the structural safety of the building's characteristic architectural.

Resumen Este trabajo presenta el uso de la técnica de refuerzo estructural por encamisado aplicada en la reforma de la edificación histórica denominada "Casarão", debido a la necesidad arquitectónica de permanecer lo más fiel al proyecto original, justificándose por la intención de aumentar la capacidad resistente sin que haya aumento sustancial en la sección transversal de los pilares. Los resultados obtenidos a través del análisis del refuerzo en relación a los pilares rectangulares sometidos a flexión compuesta, esfuerzos cortantes y torsiones, en concordancia con la NBR 6118 (ABNT, 2014), indican que la técnica estudiada fue eficiente, pues todas las piezas reforzadas tuvieron una capacidad portante mayor que atiende a los requisitos actuales de seguridad estructural sin comprometer las características arquitectónicas de la edificación.

Evidências experimentais indicam que tanto o índice de retangularidade dos pilares quanto as condições de contorno da ligação podem afetar a resistência última à punção. Este artigo apresenta aspectos gerais sobre estas situações e, através da análise de resultados experimentais de ensaios em 131 lajes, avalia a precisão e a adequabilidade das recomendações apresentadas pelas normas ABNT NBR 6118, Eurocode 2, ACI 318 e fib Model Code 2010. Os resultados experimentais mostraram uma tendência de redução do nível de segurança das estimativas normativas, à medida que o índice de retangularidade aumenta, chegando-se em alguns casos a superestimar a resistência à punção. Por fim, são sugeridas adaptações nas equações da norma brasileira e do MC2010 buscando eliminar esta tendência de resultados inseguros.

Experimental evidence indicates that both the column rectangularity index and the boundary conditions of the connection may affect the ultimate punching resistance. This paper presents general aspects of these topics and, through the analysis of experimental results of tests on 131 slabs, evaluates the accuracy and suitability of recommendations presented by ABNT NBR 6118, Eurocode 2, ACI 318 and fib Model Code 2010. Experimental results showed that the security level of normative estimates trend to reduce as the column rectangularity increases, and in some cases, the punching resistance was overestimated. Finally, adjustments are suggested in equations presented by NBR 6118 and MC2010 in order to eliminate this trend of unsafe results.

A ferrovia Carajás é operada pela Vale SA e é utilizada para transportar a produção brasileira de minério de ferro da mina localizada no estado do Pará até o porto de Itaqui no estado do Maranhão. Com 892 km de comprimento, a ferrovia será duplicada devido à perspectiva de aumento da produção, o que requer a verificação das estruturas de suas pontes visando garantir a segurança sob carregamento até 23% maior que o atual. A ponte ferroviária em concreto armado apresenta cinco vãos hiperestáticos com 25 m de comprimento cada e foi construída sobre o rio Sororó, na região sudeste do Estado do Pará. Para melhor avaliar seu desempenho estrutural sob carregamentos atuais, diversos elementos estruturais foram monitorados com extensômetros elétricos de resistência e o concreto foi caracterizado através de ensaios não destrutivos e destrutivos na estrutura. Estas informações foram empregadas em um modelo computacional para auxiliar na estimativa do comportamento estrutural futuro. A metodologia mostrou-se satisfatória, assim como o desempenho estimado da estrutura para os futuros carregamentos, atendendo às recomendações das normas técnicas brasileiras.

The Carajás railway is operated by Vale SA and is used to transport the Brazilian production of iron ore mine located in the state of Pará until Itaqui harbor in Maranhão state. With 892 km in length, the railway will be doubled due to the prospect of increased production, which requires verification of the structures of bridges to ensure safety under loading up to 23% larger. The railway bridge in reinforced concrete has five hyperstatic spans with 25 m long and was built over Sororó river in the southeast of Pará. To better evaluate its structural performance under current loadings, several structural elements were monitored with strain gages and the concrete was characterized by non-destructive and destructive testing on the structure. This information was used in a computer model to estimate the future structural behavior. The methodology was satisfactory as the estimated structural performance for future loadings, meeting the recommendations of the Brazilian technical standards.

A passagem de tubulações em elementos estruturais ainda merece atenção especial dos projetistas, principalmente quando o modo de ruptura dos mesmos pode ser alterado devido às mudanças em seus comportamentos. Este trabalho compara os resultados experimentais obtidos para 06 (seis) lajes lisas nervuradas bidirecionais em concreto armado, com furos retangulares adjacentes aos pilares e sem armadura de cisalhamento, com as estimativas das formulações dadas pelas normas ACI 318 e NBR 6118. As lajes foram moldadas e ensaiadas no Laboratório de Engenharia Civil da UFPA e apresentaram dimensões de 1.800 mm x 1.800 mm x 150 mm, sendo submetidas a carregamento central em placas quadradas que simularam pilares com 120 mm de lado. O material inerte entre as nervuras foi o EPS e o espaçamento entre as mesmas foi de 250 mm, com largura média de 75 mm e altura 130 mm. Os resultados mostraram que as normas convergem em suas estimativas de resistência ao cisalhamento, quando as nervuras são tratadas isoladamente como vigas, e também ao puncionamento, mas neste caso tendem a ser conservadoras quando as lajes apresentam dois furos.

The position of pipes and hoses for several installations still deserves special attention from designers mainly when the failure mode can be modified due to changes in behavior. This work compares experimental results of six two-way reinforced concrete ribbed flat slabs with rectangular holes close to the column and without shear reinforcement with the estimates obtained from codes ACI 318 and NBR 6118 equations. All slabs were casted and tested in the Civil Engineering Laboratory of UFPA and had dimensions of 1.800 mm x 1.800 mm x 150 mm and were submitted to central loading applied through 120 mm side square steel plates simulating the columns. EPS was used as inert material and the ribs were spaced 250 mm with 130 mm height and 75 mm average wide. The results showed that the codes' shear equations estimates agree when the ribs are considered as beam and also for punching shear, but trend to be safer when the slabs present two shafts.

A resistência ao cisalhamento de lajes nervuradas unidirecionais de concreto armado sem estribos nas nervuras ainda gera controvérsias quando sua estimativa não considera a contribuição da capa monolítica. Visando contribuir para o melhor entendimento do comportamento destas lajes, foram confeccionados em laboratório 8 painéis de lajes nervuradas unidirecionais de concreto armado onde as principais variáveis foram a distância entre as nervuras e a espessura da capa. Foram avaliadas as recomendações normativas da NBR 6118, ACI 318 e EUROCODE 2 para as resistências últimas destas lajes. Os resultados experimentais mostraram que houve acréscimo de resistência ao cisalhamento com o aumento da espessura da capa, resultando também em maiores deformações nas armaduras e em flechas mais elevadas.

The shear strength of one-way reinforced concrete ribbed slabs without stirrups in the ribs is still controversial when its estimate does not consider the contribution of the monolithic flange. To contribute to a better understanding of the behavior of these slabs were fabricated in the laboratory 8 one-way reinforced concrete ribbed slab panels where the main variables were the distance between the ribs and the thickness of the flange. The normative recommendations of NBR 6118, ACI 318 and EUROCODE 2 for the ultimate resistance of these slabs were evaluated. The experimental results showed an increase of shear strength with increasing thickness of the flange, also resulting in greater reinforcement strains and higher deflections.

A punção é uma forma de ruptura por cisalhamento que pode ocorrer em ligações laje-pilar que pode ser evitada utilizando-se armaduras de cisalhamento na ligação. Este artigo apresenta comparações entre resultados experimentais de 36 ensaios realizados em ligações laje-pilar interno, armadas com conectores de cisalhamento do tipo pino de duas cabeças, populares na América do Norte, Europa e Ásia, com resultados teóricos utilizando as recomendações do ACI 318, NBR 6118, Eurocode 2, além da Teoria da Fissura Crítica de Cisalhamento (TFCC). Para o banco de dados utilizado, o ACI 318 mostrou tendências conservadoras, enquanto que a NBR 6118 mostrou baixo coeficiente de variação, mas um grande número de resultados contra a segurança. Tanto o Eurocode 2, quanto a TFCC apresentaram resultados satisfatórios, com o Eurocode 2 apresentando desempenho ligeiramente superior.

Punching shear is a brittle failure mode that may occur in slab-column connections, which may be prevented by using shear reinforcement in the slab-column connection. This paper presents comparisons between experimental results of 36 tests in internal slab-column connections with double- headed shear studs, which are largely used in North America, Europe and Asia, with theoretical results using recommendations presented by ACI 318, NBR6118, Eurocode 2 and also the Critical Shear Crack Theory (CSCT).Considering the database used it is possible to observe that ACI 318 presents conservative trends, whereas NBR 6118 showed a low coefficient of variation, but with a large number of unsafe results. Both Eurocode 2 and CSCT showed satisfactory results with Eurocode 2 presenting slightly higher performance.

O uso de capitéis é uma das formas de se aumentar a resistência à punção de ligações laje-pilar. As recomendações normativas para a definição da geometria e verificação da resistência última de ligações com capitéis são pouco abrangentes, sendo poucas as pesquisas experimentais disponíveis sobre o tema. Este artigo discute aspectos relevantes do desenvolvimento histórico das lajes cogumelo e apresenta resultados de 4 ensaios experimentais, sendo 1 laje lisa de referência e 3 lajes cogumelo com capitéis de seção circular. Estes resultados são comparados com as estimativas das normas EUROCODE 2 (2004) e NBR 6118 (2007) e com modelos numéricos não-lineares a fim de se compreender melhor a distribuição das tensões e o mecanismo de ruptura de lajes cogumelo.

The use of column capitals is one way to increase the punching strength of slab-column connections. Recommendations presented by codes of practice for defining the geometry and checking the resistance of slab-column connections with capitals are not comprehensive, with few experimental studies available on the topic. This paper discusses important aspects of the historical development of mushroom slabs and also presents experimental results of 4 tests, with 1 test in a reference flat slab and 3 tests in mushroom slabs with circular column capitals. These results are compared with theoretical results estimated using Eurocode 2 (2004) and NBR 6118 (2007). They were also compared with a series of non-linear finite element analysis in order to get insight of the stress distribution and of the failure mechanism of mushroom slabs.

O foco principal deste trabalho é apresentar e discutir os resultados obtidos com a metodologia utilizada para caracterização mecânica do concreto e avaliação da segurança estrutural à fadiga da ponte número 50A, em concreto armado, localizada na estrada de ferro Carajás. Foi realizada uma inspeção "in loco" com o objetivo de avaliar a evolução dos danos nos elementos estruturais, usando como referência informações disponibilizadas em projetos existentes, memorial descritivo de cálculo e relatórios de inspeções anteriores. Foram realizadas extrações de testemunhos, ensaios de alcalinidade, esclerometria, pacometria e ensaios laboratoriais que permitiram caracterizar mecanicamente os materiais e estimar o comportamento estrutural da obra de arte sob carregamentos futuros maiores.

The aim of this paper is to present and discuss the results obtained with a methodology used to characterize the concrete and to evaluate the structural safety against fatigue of the reinforced concrete bridge number 50A located in the Carajás railroad. An "in situ" inspection was carried out in order to assess the evolution of damage in structural elements, with reference to information available in existing projects, calculation memory and reporting of previous inspections. Extractions of concrete testimonies, alkalinity tests, sclerometry, pacometry and laboratory tests were also performed to characterize the materials mechanically and estimate the structural behavior of the bridge under higher future loads.

O dimensionamento à punção é um ponto crítico no projeto de lajes lisas e devido à falta de um método teórico capaz de explicar este fenômeno a verificação da capacidade resistente de ligações laje-pilar é feita normalmente utilizando-se as recomendações de normas de projeto. Este artigo discute aspectos relevantes do surgimento do sistema de lajes lisas, dos fatores que influenciam na resistência à punção de lajes sem armadura de cisalhamento e faz comparações entre os resultados experimentais de um banco de dados com 74 lajes cuidadosamente selecionadas com resultados teóricos utilizando-se as recomendações das normas ACI 318, EUROCODE 2 e NBR 6118 e também através da Teoria da Fissura Crítica de Cisalhamento, apresentada por Muttoni (2008) e incorporada à nova norma fib Model Code (2010).

Punching strength is a critical point in the design of flat slabs and due to the lack of a theoretical method capable of explaining this phenomenon, empirical formulations presented by codes of practice are still the most used method to check the bearing capacity of slab-column connections. This paper discusses relevant aspects of the development of flat slabs, the factors that influence the punching resistance of slabs without shear reinforcement and makes comparisons between the experimental results organized in a database with 74 slabs carefully selected with theoretical results using the recommendations of ACI 318, EUROCODE 2 and NBR 6118 and also through the Critical Shear Crack Theory, presented by Muttoni (2008) and incorporated the new fib Model Code (2010).

Os sistemas estruturais com lajes lisas nervuradas são os mais utilizados no Brasil quando a exigência principal é a disponibilidade de "layouts" flexíveis e grandes vãos com razoável economia. Entretanto, poucos estudos foram realizados no Brasil considerando o comportamento destas lajes quando a resistência à flexão é satisfatória e as resistências ao cisalhamento nas nervuras e ao puncionamento tornam-se concorrentes. Este trabalho traz as análises experimentais de 8 lajes lisas nervuradas bidirecionais de concreto armado sujeitas a carregamento centrado. As dimensões das lajes foram constantes e iguais a 1.800 mm x 1.800 mm x 140 mm. As nervuras apresentaram 80 mm de altura por 50 mm de base e a resistência do concreto à compressão foi de aproximadamente 40 MPa. Os resultados foram comparados aos estimados pela norma brasileira NBR 6118:2003 1. Verificou-se que a resistência das nervuras não é satisfatoriamente estimada pela norma, subestimando demasiadamente os resultados para as nervuras sem e com armadura de cisalhamento.

The structural systems with waffle flat slabs are the most used in Brazil when the main requirement is flexible "layouts" and long spans with reasonable economy. However, few studies have been developed in Brazil regarding the behavior of these slabs when the flexural resistance is satisfactory and the shear in the ribs and punching resistances become competitive. This work shows the experimental analysis of 8 two-way reinforced concrete waffle flat slabs under centered load. The dimensions of the slabs were the same and equal to 1800 mm x 1800 mm x 140 mm. The ribs were 80 mm (height) by 50 mm (width) and the compressive concrete strength was approximately 40 MPa. The experimental results were compared to those estimated by the Brazilian code NBR 6118:2003. It was verified that the resistance of the ribs is not satisfactorily estimated by the code, which excessively underestimates the results for ribs with and without shear reinforcement.

Neste trabalho são apresentados os resultados de análises estáticas e dinâmicas realizadas na Obra de Arte Especial número 40 (OAE 40), localizada na Estrada de Ferro Carajás. A obra consiste em uma ponte de concreto armado com 593 m de comprimento, no km 510 da ferrovia, estado do Maranhão. O estudo do comportamento da estrutura veio a assumir importância crescente frente às perspectivas de alterações das ações dinâmicas, que passarão a considerar trens-tipo operacionais com carregamento superior aos atuais. Assim, fez-se uso de um modelo matemático utilizando o método dos Elementos Finitos para avaliar seu desempenho e do monitoramento estrutural "in loco" das deformações e vibrações produzidas quando da passagem dos trens. Foram realizados diversos arranjos com acelerômetros piezoelétricos no tabuleiro, além de extensômetros elétricos de resistência no tabuleiro, longarinas e pilares. São apre- sentados os resultados numéricos e experimentais, bem como as conclusões relevantes que corroboram a metodologia empregada.

This work presents results of static and dynamic analysis carried out on 593 m length bridge along Carajás railroad in Maranhão state. The bridge's behavior became important due to some changes over the static and dynamic loads once the future train will be heavier. Thus, a mathematic model was developed using the finite element method basis to evaluate its behavior and "in loco" structural moni- toring to get data as strains and vibrations when the trains go through. Several high precision accelerometers and strains gauges were placed along the slab, beams and columns. Numerical and experimental results are shown and the main conclusions validating the applied methodology are presented as well.