Ao Deus Eterno, Àquele que deu aos homens a capacidade de descobrir coisas, de desenvolver e de fazer engenharia, seja a Glória. Ao meu Deus que me conduziu e me fortaleceu, seja toda Gratidão. Ao Professor Mounir Khalil El Debs, pela sua firme orientação e apoio fornecidos durante a elaboração deste trabalho. Ao Professor Kim Elliott, da Universidade de Nottingham, pela sua colaboração e pelas suas preciosas sugestões à este trabalho. Ao Professor João Bento de Hanai, pela sua colaboração ao longo do trabalho. Ao Professor José Samuel Giongo, pela consideração e amizade. Ao Professor Humberto Coda, pela sua amizade e pela sua colaboração. Aos técnicos do Laboratório de Estruturas, em especial ao Valdir, pela sua disposição durante as montagens dos ensaios. À Rosi, da secretaria da pós-graduação, pela sua atenção. À Nadir, da biblioteca do SET, pela sua constante disposição. À Sílvia, pelos desenhos. Ao Massaki, pela disposição e logística na área de informática A todos os colegas, em especial ao Elias e ao Daniel, da pós-graduação do Departamento de Estruturas da EESC/USP, pela colaboração. À minha esposa, por ter enfrentado comigo os momentos difíceis ao longo deste trabalho. À CAPES e ao CNPq, pelas bolsas de estudo concedidas.
No Brasil, nas últimas décadas, houve um aumento significativo no uso de estruturas pré-fabricadas em concreto em virtude do desenvolvimento dos componentes e da facilidade de utilização desse sistema para obras comerciais, residenciais e esportivas, agregando vantagens, como rapidez e facilidade de execução, redução de desperdícios e segurança na montagem.O sistema em pré-moldados de concreto proporciona uma construção limpa, racional e com menos desperdício de materiais, além de possibilitar maior conforto e bem-estar aos seus ocupantes. Como estratégia de concepção, procura utilizar componentes e processos padronizados, bem como aproveitar mais eficientemente os recursos disponíveis. Para Van Acker (2002), com os pré-moldados de concreto é possível atender os requisitos de industrialização, mesmo sem a produção em escala, obtendo um processo de produção eficiente, combinado com o trabalho especializado e a padronização de soluções construtivas.
RESUMO No presente artigo, apresenta-se o resultado de uma investigação experimental sobre o comportamento semirrígido de ligações típicas viga-pilar em estruturas pré-moldadas de concreto armado, projetadas para resistir ao momento fletor negativo por meio de armadura de continuidade solidarizada no local passante em bainhas corrugadas com preenchimento de graute em pilar central. O programa experimental envolveu 6 ensaios de protótipos cruciforme de ligações viga-pilar em escala real, onde o detalhamento da armadura negativa foi mantido igual para todos os modelos, mas variou-se o detalhamento das ligações positivas n o apoio da viga sobre o consolo, sendo 2 modelos com almofadas de elastômero e chumbadores verticais, 2 modelos com junta grauteada e chumbadores verticais e 2 modelos com chapas soldadas positivas. Com base nos resultados experimentais, observou-se que o detalhamento na ligação positiva apresentou influência secundária sobre a rigidez secante negativa da ligação viga-pilar, onde a rigidez média obtida nos modelos com chapas soldadas foi cerca de 11% superior à rigidez média obtida nos modelos com almofadas de elastômero. Portanto, pode-se concluir que a rigidez secante negativa é fortemente associada com o mecanismo de deformação por alongamento da armadura negativa, com escorregamento aço-concreto nas posições fissuradas da região da ligação anterior ao escoamento da armadura, com intensificação deste mecanismo com a abertura na interface viga-pilar a partir do arrancamento parcial de graute de preenchimento na bainha corrugada. Considerando uma viga de concreto armado com rigidez secante (EcI)sec = 0,5EcI e comprimento virtual L = 12h (h = altura da viga), obteve-se um coeficiente médio de engastamento parcial em torno de 65%.
This paper provides an experimental investigation on the moment-rotation response of typical moment resisting beam-column connections, employing continuous negative bars consolidated with cast in place concrete over the precast beam and passing through grouted corrugated sleeves into an intermediate column. According to [1], the relative beam-column rotation is highly dependent on the elongation mechanism of the negative bars related to both the embedment length into the grouted sleeves and the development length over the beam end, being also inversely dependent on the vertical distance between the position of the top bars and the centre of rotation at end beam section. The flexural secant stiffness of the moment-rotation response is caused by a sum of the joint opening mechanisms at the beam-column interface and crack propagation within the connection zone, wherein the bond-slip at crack positions occurs prior to the first yielding of the negative bars. Therefore, the semi-rigid behaviour of the beam-column connections is associated with deformation mechanisms that occur at the SLS, but which also affects the global behaviour and stability analysis of precast frames at the ULS.Cruciform tests of full scale beam-column connections were carried out at the Precast Research Centre of the Federal University of Sao Carlos (Brazil), where 6 prototypes were studied varying the detailing of the positive connectors over the concrete corbel. The first pair of connectors employed elastomeric bearing pads with 2 vertical dowel bars, the second pair of connectors employed horizontal joints filled with grout with 2 vertical dowel bars and the last pair of connectors employed positive welded plates. The comparison between the experimental results showed that the smallest secant stiffness, which was obtained from the connector with elastomeric bearing pad, was corresponded to 89% and to 82% of the highest secant stiffness obtained for the connectors with welded plates and grouted joint, respectively. Therefore, the experimental results indicate that the major deformation mechanism within the beam-column connections is mostly dependent on the elongation of the top bars. Finally, a simplified analytical equation has been calibrated against the experimental results of the studied beam-column connections.
The aim of this paper is the validation of monolithic equivalent stiffness applied to precast columns with grouted splice sleeve connections, wherein spliced precast elements have been compared with continuous monolithic elements. The experimental investigation has been carried out with bending tests for two spliced elements (L1 and L2), comparing the deflections along these elements with the results obtained from two monolithic elements (M1 and M2). The grouted splice sleeve connections have been characterized by their rotational stiffness (moment-rotation relationship), ultimate strength, and ductility, allowing the calibration of the equation for the secant stiffness according to ABNT NBR9062:2017. Based on the experimental results, the effective deformation length within the connection zone obtained was Led = 20ϕ, corresponding to a secant stiffness of Rsec = 77,785 kN∙m/rad. Although relative rotations have been observed at the grouted splice joint, the deflections along the precast spliced elements were very close to the deflections along the monolithic elements. A strong convergence for all phases of the load x displacement curves has been observed, as well as good approximation in terms of rotational stiffness, strength and ductility. Therefore, based on the analysis of the experimental results, the requirement to define the monolithic equivalent stiffness for the precast columns has been met.
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