Considerações e avaliações das solicitações em estruturas de edificações de paredes de concreto pré-moldado utilizando o modelo de pórtico tridimensional: estudo de caso

The present study is in reference to precast concrete (panels) walls as the main structural system. The diversification of the structural systems is a reality due to specific characteristics', as a result there is a lack of study and analysis. Some systems are already established in their applications, for instance: conventional reinforced concrete, structural masonry, metal structures, and wood structure. Apart from this precast concrete elements has had a growth in building sites in Brazil, therefore professionals should be more aware. Affordable house funding initiatives to address the housing shortage has been recurrent throughout the country, additionally precast concrete walls has been an alternative that meets the three basic concepts of engineering, which are: the technique, economy, and security. The objective of this study is to gather concepts from the literature and TOMO (2012) about precast concrete walls and make a didactic synthesis of how they are viewed. The modeling structure method of the system was performed following the concept of assigning bars, using the computer program of calculations SAP2000. Initially will be presented a theoretical part, furthermore a case study to illustrate the sizing of the walls using EXCEL tables programmed with calculation routine. The results will be presented in calculated efforts by the program for further analysis. Finally, will be highlighted important items of modeling and interpretation of the results

Análise de confiabilidade de estruturas com paredes portantes de concreto pré-moldado

O método construtivo com painéis portantes de concreto é economicamente viável, porém relativamente novo no cenário nacional, sobretudo no caso dos pré-moldados. As incertezas referentes às peculiaridades desse método, bem como a nova norma brasileira de painéis pré-moldados, ainda em elaboração, vem a motivar uma análise probabilística dos critérios de projeto disponíveis. Utilizando-se a técnica da confiabilidade estrutural, é possível propagar as incertezas referentes às variáveis a uma resposta final no índice de confiabilidade, sendo um cálculo totalmente probabilístico. Neste trabalho, emprega-se tal técnica com informações estatísticas referentes a lajes de concreto moldadas in loco para verificar, de maneira mais verossímil, a segurança dos critérios de projeto impostos pelo Precast Concrete Institute Design Handbook - Precast and Prestressed Concrete - 7th Edition (2010) às fases transitórias (desforma, transporte e içamento) e pela Norma Brasileira ABNT NBR 6118: 2014 - Projeto de estruturas de concreto, à fase em uso. Prossegue-se a uma análise crítica dos resultados bem como sugestões para diminuir a variação dos resultados, sobretudo pela calibração de novos coeficientes parciais de segurança, processo para o qual este trabalho pode servir de base.

Comportamento de chumbadores embutidos em concreto com fibras de aço para ligações viga-pilar de concreto pré-moldado

O presente trabalho trata do estudo do comportamento de chumbadores grauteados inseridos em concreto com fibras de aço em ligações viga-pilar de estruturas de concreto pré-moldado. Este estudo é importante para se entender e poder quantificar a influência da rigidez deste componente no comportamento de ligações semirrígidas de estruturas de concreto pré-moldado. O objetivo do trabalho é estudar o mecanismo do chumbador no concreto com fibras de aço em ensaios específicos e avaliar também o comportamento de uma ligação viga-pilar de concreto pré-moldado utilizando estas fibras no consolo e no dente da viga. Nesta pesquisa foi realizado um programa experimental no Laboratório de Estruturas da EESC, uma análise numérica com o emprego do software DIANA® e uma comparação com formulações analíticas existentes para o cálculo da força última destes componentes. Foram ensaiados nove modelos experimentais para avaliar especificamente o mecanismo resistente do chumbador, variando-se os diâmetros das barras, sua inclinação e a porcentagem de fibras de aço no concreto. Além destes modelos, foi realizado ensaio de uma ligação viga-pilar de concreto pré-moldado para avaliar a rigidez da ligação com chumbador inserido em concreto com fibras de aço. Nos ensaios experimentais dos chumbadores observou-se que modelos com concreto com fibras de aço apresentam rigidez até 25% maior se comparado ao modelo com concreto convencional. Verificou-se que o graute utilizado para solidarizar os chumbadores exerce significativa influência na capacidade última do modelo, podendo diminuir em cerca de 30% a capacidade de carga. A ligação viga-pilar de concreto pré-moldado utilizando concreto com fibras de aço no consolo e no dente da viga se comportou de maneira satisfatória, não apresentando fissuração na interface dos diferentes concretos. Na comparação dos modelos ensaiados com as formulações teóricas extraídas de trabalhos de referência verificou-se que, para os modelos específicos de chumbador, a formulação existente é representativa. Para a ligação viga-pilar, alguns ajustes na formulação analítica se fizeram necessários para considerações de efeitos de grupo e de borda observados e decorrentes da utilização de dois chumbadores na ligação proposta neste trabalho.

Análise experimental de vigas pré-formadas de concreto armado à flexão e ao cisalhamento

Vigas pré-formadas de concreto armado são elementos estruturais que apresentam fina camada superficial de concreto pré-moldado que define as suas formas geométricas. Esta camada superficial trabalha como forma que fica incorporada à viga após o lançamento do concreto moldado in loco, que consolidará a estrutura. Este sistema construtivo apresenta vantagem em relação ao sistema construtivo convencional por reduzir o consumo de madeira com formas e escoramento, e também em relação ao sistema pré-moldado por reduzir o custo de transporte e montagem da estrutura. Os elementos pré-formados apresentam menor peso em relação aos elementos pré-moldados, por apresentarem a seção parcialmente pré-moldada. Outra vantagem do sistema pré-formado em relação ao pré-moldado é a possibilidade de se obter maior rigidez nas ligações das vigas com o restante da estrutura com a colocação de armadura de engastamento ancorada no concreto moldado in loco. Este trabalho tem como objetivo analisar experimentalmente o comportamento das vigas pré-formadas à flexão e ao cisalhamento, através de ensaios de 9 vigas pré-formadas e 3 vigas maciças de referência. As vigas têm largura de 105 mm, altura de 340 mm e 2.500 mm de comprimento. Os resultados obtidos nos ensaios experimentais são comparados aos valores fornecidos pelas normas técnicas brasileiras e as principais normas internacionais. São apresentados e analisados os resultados observados para os deslocamentos verticais das vigas, deformações da armadura de flexão e da armadura de cisalhamento, deformações do concreto nas regiões de compressão e mapas de fissuração.

Análise numérica do comportamento de juntas entre aduelas de vigas protendidas.

Diversos pesquisadores têm estudado o comportamento e o emprego de aduelas de concreto, que constituem as vigas segmentadas em sistemas estruturais, de maneira especial pontes e viadutos. Por esta razão, inúmeros trabalhos têm sido publicados nos últimos anos respaldados por testes experimentais e análises numéricas. O comportamento destas vigas contrasta com as clássicas vigas monolíticas em diversos aspectos, pois, a estrutura é composta de partes de elementos de concreto pré-moldado que, após serem posicionados no local definitivo, são protendidos. A protensão pode ser aderente ou não aderente. A principal vantagem deste sistema de construção é a rapidez e o alto controle de qualidade, por isso é largamente utilizado, havendo uma demanda de estudo de previsão do seu real comportamento No presente trabalho apresenta-se uma modelagem numérica via elementos finitos, para simular o comportamento de vigas compostas por aduelas justapostas sem material ligante entre as juntas. A protensão aplicada é aderente e a análise considera a não linearidade da região da junta. Assim sendo, o objetivo desta investigação é dar uma contribuição ao estudo do comportamento estrutural estático de vigas segmentadas, atentando para o comportamento das juntas, utilizando um programa comercial. Para o modelo são empregadas técnicas usuais de discretização, via método dos elementos finitos (MEF), por meio do programa de elementos finitos SAP2000[93]. O modelo proposto é constituído de elementos de placa próprios para concreto para representar a viga, a protensão é introduzida por meio de barras bidimensionais que transferem as tensões ao longo de seu comprimento e as juntas são implementadas utilizando elementos de contato. A analise é bidimensional e considera os efeitos das perdas de protensão. Este trabalho de pesquisa objetiva também o estudo de elementos de contato especialmente as características de deformação para esta ferramenta computacional. A definição dos parâmetros para o modelo foi feita com base em dados experimentais disponíveis na literatura. O modelo numérico foi calibrado e confrontado com resultados experimentais obtidos em ensaios de laboratório.

Cement-base bearing pads mortar for connections in the precast concrete: study of surface roughness

Bearing pads are used in precast concrete connections to avoid concentrated stresses in the contact area between the precast elements. In the present research, the bearing pads are Portland cement mortar with styrene-butadiene latex (SB), lightweight aggregate (expanded vermiculite-term) and short fibers (polypropylene, glass and PVA), in order to obtain a material with low modulus of elasticity and high tenacity, compared with normal Portland cement mortar. The objective of this paper is to analyze the influence of surface roughness on the pads and test other types of polypropylene fibers. Tests were carried out to characterize the composite and test on bearing pads. Characterization tests show compressive strength of 41MPa and modulus of elasticity of 12.8GPa. The bearing pads tests present 30% reduction of stiffness in relation to a reference mortar. The bearing pads with roughness on both sides present a reduction up to 30% in stiffness and an increase in accumulated deformation of more than 120%, regarding bearing pads with both sides smooth.

Contribution to assessing the stiffness reduction of structural elements in the global stability analysis of precast concrete multi-storey buildings

This study deals with the reduction of the stiffness in precast concrete structural elements of multi-storey buildings to analyze global stability. Having reviewed the technical literature, this paper present indications of stiffness reduction in different codes, standards, and recommendations and compare these to the values found in the present study. The structural model analyzed in this study was constructed with finite elements using ANSYS® software. Physical Non-Linearity (PNL) was considered in relation to the diagrams M x N x 1/r, and Geometric Non-Linearity (GNL) was calculated following the Newton-Raphson method. Using a typical precast concrete structure with multiple floors and a semi-rigid beam-to-column connection, expressions for a stiffness reduction coefficient are presented. The main conclusions of the study are as follows: the reduction coefficients obtained from the diagram M x N x 1/r differ from standards that use a simplified consideration of PNL; the stiffness reduction coefficient for columns in the arrangements analyzed were approximately 0.5 to 0.6; and the variation of values found for stiffness reduction coefficient in concrete beams, which were subjected to the effects of creep with linear coefficients from 0 to 3, ranged from 0.45 to 0.2 for positive bending moments and 0.3 to 0.2 for negative bending moments.

Investigação de compósitos cimentícios para preenchimento de juntas da interface e de nichos em ligações de estruturas pré- moldadas

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Avaliação de propriedades mecânicas de peças pré-moldadas submetidas à cura térmica pelo método da maturidade: estudo de caso

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Resposta tecidual a implantes de discos de poliuretana de mamona nas formas pré-moldada ou biomassa moldada

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Comparação de custo e viabilidade técnica de obras com parede de concreto em relação a obras de alvenaria estrutural

Are being released in the construction market in Brazil ventures called Super 6. These businesses sell the promise of delivery of the apartment in six months after the launch of the venture. To meet this deadline are being deployed the constructive method of concrete walls using aluminum shapes. This system basically consists of pouring slabs and walls once, i.e. building up the wall shapes and slab joints. On the walls are used cloth, with reinforcements in vain and corners of walls and on these screens are tied the electrical boxes and conduits. For each tower is used the so-called system of half way, i.e. the system so it is sufficient to mount the Middle deck. Using a concrete which can be deformed in the next day you can lift one deck every two days with ready electric and hydraulicsystem, without having to tow the wall doing only minor fixes in the imperfections after concrete. With this system won an incredible speed in the construction of the structure reducing in almost one-third the length of the work. This work aims to compare in terms of cost-benefit of masonry structural systems and this new concrete wall system called Super 6. For this comparison will be used as parameter values used for the achievement of the Enterprise Portal of Roses of constructor Tenda which is one of the first to use concrete wall system. This project basically consists of seven towers of six floors each and will be budgeted the cost of this project if it were held in structural masonry. From these data it will be possible to make a comparison about the actual beneficial to adopt this system

Análise do custo-benefício de sistemas de cobertas em edificações comerciais para o clima de Natal/RN visando eficiência energética

This research consists in studying the influence of the various type of construction systems of roofs with their energy efficiency as well as on the cost benefit for the commercial buildings on the temperatures condition of the city of Natal/RN. The main goal of this research is to analyze the cost benefit of the construction systems of roofs available on the market, taking into consideration the energy efficiency of the commercial buildings artificially air conditioned in order to be used by the projectors and to be adequated to the temperatures condition of the city of Natal/RN. The method of valuation of the cost benefit of roof systems consists in six steps: Features and simulation of the reference building; Analyze of sensitivity; Analyzes, features and simulation of alternatives of roof construction systems; Analyze of the cost of implementation; Analyze of the benefits of the alternatives comparing to the base case; And finally the analyze of the cost benefit. The model type chosen as reference was stores with pre molded buildings and system of roof with fiber ciment and ceiling . The thermal results showed the influence of the roof system on the energy efficiency of the building. The Final results of the simulations of the alternatives comes to a conclusion that the absortance is the variable that presents the best cost benefit relation and the reduction on the thermal transmittance still has limitations because of the high cost

Análise do custo-benefício de sistemas de cobertas em edificações comerciais para o clima de Natal/RN visando eficiência energética

This research consists in studying the influence of the various type of construction systems of roofs with their energy efficiency as well as on the cost benefit for the commercial buildings on the temperatures condition of the city of Natal/RN. The main goal of this research is to analyze the cost benefit of the construction systems of roofs available on the market, taking into consideration the energy efficiency of the commercial buildings artificially air conditioned in order to be used by the projectors and to be adequated to the temperatures condition of the city of Natal/RN. The method of valuation of the cost benefit of roof systems consists in six steps: Features and simulation of the reference building; Analyze of sensitivity; Analyzes, features and simulation of alternatives of roof construction systems; Analyze of the cost of implementation; Analyze of the benefits of the alternatives comparing to the base case; And finally the analyze of the cost benefit. The model type chosen as reference was stores with pre molded buildings and system of roof with fiber ciment and ceiling . The thermal results showed the influence of the roof system on the energy efficiency of the building. The Final results of the simulations of the alternatives comes to a conclusion that the absortance is the variable that presents the best cost benefit relation and the reduction on the thermal transmittance still has limitations because of the high cost