Abstract This study describes a set of recommendations to improve the precision of shear and punching shear capacity predictions for one-way slabs under concentrated loads, regardless of the governing failure mechanism, using the ABNT NBR 6118:2014 code provisions. For this purpose, a database of 143 test results was developed, including one-way slabs with different support conditions and loading layouts and that failed by different shear failure mechanisms: one-way shear, punching shear or a mixed mode. The key parameters influencing the load capacity and failure mechanism of these slabs were considered for the proposed recommendations: load position and slab width. Adjustments to the effective shear width definition and shear resisting control perimeter were described. Arching action for loads close to the support was also considered in both one-way shear and punching shear predictions. Considering the whole database and without separation by the failure mechanism, the ratio between tested and predicted resistances with the one-way shear expressions shows an average value of 1.22 and a coefficient of variation of 18.3%. The respective ratio between tested and predicted resistances with the punching shear expressions reached an average ratio of 1.23 with a coefficient of variation of 21.3%. Therefore, the proposed recommendations allow for reaching enhanced levels of precision in assessing the shear and punching shear capacity of one-way slabs under concentrated loads, regardless of the governing failure mechanism of the slabs.

Resumo Este estudo descreve um conjunto de recomendações para melhorar a precisão nas previsões de resistência ao cisalhamento e à punção de lajes unidirecionais sob cargas concentradas, independentemente do mecanismo governante na ruptura, utilizando as disposições da norma ABNT NBR 6118:2014. Para isso, foi organizado um banco de dados com 143 resultados de ensaios, incluindo lajes unidirecionais com diferentes condições de apoio e configurações de carregamento e que apresentaram diferentes mecanismos de ruptura por cisalhamento. Os principais parâmetros que influenciam a capacidade de carga e o mecanismo de ruptura dessas lajes foram considerados nas recomendações propostas. Ajustes para a definição da largura efetiva de cisalhamento e perímetro de controle resistente ao cisalhamento foram descritos. A ação de arqueamento para cargas próximas ao apoio também foi considerada nas previsões de resistência ao cisalhamento unidirecional e ao puncionamento. Considerando todo o banco de dados, a razão entre as resistências testadas e previstas com as expressões de cisalhamento unidirecional apresenta um valor médio de 1.22 e um coeficiente de variação de 18.3%. A respectiva relação entre as resistências testadas e previstas com as expressões de puncionamento atingiu uma relação média de 1.23 com um coeficiente de variação de 21.3%. Portanto, as recomendações propostas permitem alcançar maiores níveis de precisão na previsão da resistência ao cisalhamento e ao puncionamento de lajes unidirecionais sob cargas concentradas, independentemente do mecanismo de ruptura governante das lajes.

Abstract Reinforced concrete pipes are usually designed to attend a three-edged-bearing test (TEBT) using the partial safety factors from building structures. This study presents an alternative approach to designing RC pipes based on simplified reliability analyses. The procedure consists of providing curves of failure probability according to the reinforcement areas used in the pipes. The results indicate that RC pipes with simple reinforcement show a failure probability of around 1% with the most traditional design method, even using the partial safety factors from buildings, due to the higher dispersion of the concrete cover and the use of a single reinforcement layer to satisfy different control sections. Meanwhile, RC pipes with double reinforcement show a significantly lower failure probability as each reinforcement layer is designed to satisfy the bending moments from different control sections and due to the larger pipe thickness. In summary, the large randomness of the reinforcement position increases the failure probability of these members compared to traditional building structures.

resumo: O comportamento de estacas escavadas com trado em hélice contínua (CFA) e estacas metálicas de seção H sujeitas à cargas horizontais é investigado através de análises numéricas baseadas em resultados experimentais. O modelo numérico foi validado com os resultados de 12 ensaios de carregamento lateral de estacas realizados em estacas CFA e estacas metálicas de seção H instaladas em duas regiões de solos arenosos. A abordagem tridimensional proposta neste estudo está de acordo com a resposta observada nos ensaios de campo e, portanto, representa uma interação solo-estaca confiável para estacas carregadas lateralmente em solo arenoso. Análises paramétricas foram utilizadas para avaliar a influência de variáveis relevantes para a interação lateral solo-estaca. As principais descobertas deste trabalho indicam que a capacidade de carga lateral última de estacas rígidas curtas é consideravelmente mais influenciada por mudanças na rigidez relativa do solo-estaca do que no caso de estacas flexíveis longas. O diâmetro da estaca e o atrito da interface solo-estaca tem efeito significativo na capacidade de carga lateral das estacas CFA, enquanto a dilatância do solo exerce uma menor influência na resposta destas.

abstract: The behavior of continuous flight auger (CFA) piles and steel H-section piles to lateral loading is investigated using numerical analyses supported by field tests. A three-dimensional finite element numerical model to lateral load is presented. The numerical model was validated with the results of twelve lateral load tests performed on CFA and steel H-section piles installed in two deposits of sandy soils. The three-dimensional approach proposed in this study is in good agreement with the response observed with the field tests, and thus represents a reliable soil-pile interaction for laterally loaded piles in sandy soil. Parametric analyses were used to assess the influence of relevant variables to lateral soil-pile interaction. Major findings of this paper indicate that the ultimate lateral load of short rigid piles is considerably more influenced by changes in soil-pile relative stiffness than that of long flexible units. Pile diameter and soil-pile interface friction are found to exert a marked effect on the lateral load of CFA piles, while soil dilatancy is found to play a minor influence on the response of CFA piles.

resumo: O presente estudo avalia as variações de carga em ancoragens protendidas instrumentadas, instaladas em uma estrutura de contenção composta por estacas escavadas em solo arenoso. Os dados foram coletados a partir de instrumentação disposta no trecho ancorado de três ancoragens, monitoradas durante ensaios de arrancamento e durante diferentes etapas construtivas da contenção. As ancoragens foram instrumentadas com extensômetros elétricos de resistência em cinco seções distintas posicionadas ao longo do trecho ancorado. Distribuições de atrito lateral foram obtidas a partir das medições de carga em campo. Os resultados revelaram uma distribuição não uniforme do atrito lateral ao longo do trecho ancorado. O atrito lateral mobilizado concentrou-se mais intensamente na metade do trecho ancorado mais próxima ao trecho livre, ao passo que uma parcela muito pequena de atrito lateral foi mobilizada na outra metade do trecho ancorado. A contribuição do atrito lateral no trecho livre para a capacidade de carga da ancoragem foi significativa, o que deve ser levado em consideração na interpretação dos resultados de ensaios de rotina em tirantes. Os deslocamentos aplicados na cabeça da ancoragem foram suficientes para mobilizar o atrito lateral último no trecho livre, porém não no trecho ancorado. A execução de estágios de carga-descarga na ancoragem contribuiu para intensificar a transferência de carga do trecho livre ao trecho ancorado. O monitoramento de longo-prazo da ancoragem após incorporação do carregamento revelou que a carga no trecho ancorado seguiu uma tendência de redução ao longo do tempo, não tendo sido significativamente influenciada pelas etapas construtivas da contenção.

abstract: This study evaluates load variations in instrumented prestressed ground anchors installed in a bored pile retaining wall system in sandy soil. Data were collected from instrumentation assembled in the bonded length of three anchors, which were monitored during pullout tests and during different construction phases of the retaining wall system. Instrumentation consisted of electrical resistance strain gauges positioned in five different sections along the bonded length. Skin friction distributions were obtained from the field load measurements. Results showed that the skin friction followed a non-uniform distribution along the anchor bonded length. The mobilized skin friction concentrated more intensely on the bonded length half closest to the unbonded length, while the other half of the bonded length developed very small skin friction. The contribution of the unbonded length skin friction to the overall anchor capacity was significant and this should be accounted for in the interpretation of routine anchor testing results. Displacements applied to the anchor head were sufficient to mobilize the ultimate skin friction on the unbonded length, but not on the bonded length. Performance of loading-unloading stages on the ground anchor intensified the transfer of load from the unbonded length to the bonded length. Long-term monitoring of the anchor after lock-off revealed that the load at the anchor bonded length followed a tendency to reduce with time and was not significantly influenced by the retaining wall construction phases.