Debs, por aceitar o desafio de um trabalho de doutorado, pela amizade, pelo apoio e pelos ensinamentos.Ao Prof. Irineu da Silva do Departamento de Transportes, pelo grande apoio técnico na realização de nosso programa experimental. À Wild Comercial Ltda, pelo empréstimo das Estações Totais. Com muita gratidão, ao doutorando Artur Pantoja Marques e ao técnico Paulo Sérgio Batista (Paulinho), pela eficiência das leituras dos deslocamentos com as Estações Totais, pela gentileza e por cederem seu tempo em favor deste trabalho.Ao meu marido Prof. Francisco, em especial, pelos incontáveis acompanhamentos técnicos. Acima de tudo, pela paciência generosa e querida, compreensão e ternura.Ao Ismael Cadamuro Jr., pelo desprendimento em me oferecer o programa fonte, base da implementação numérica.À todos os funcionários do Laboratório de Estruturas, pela paciência, pela amizade, pela colaboração, pela força física e moral. À Rosi e à Nadir, acima de tudo, pela amizade.À CAPES, pelo apoio financeiro e programa sanduíche PDEE na Universidade de Toronto.À todas as minhas queridas amigas e amigos, pela mão extendida e pela convivência feliz. Estou certa de que vocês sabem o quanto é terno e grato meu sentimento por cada um. Aline, teu apoio incondicional nestes 4 anos e nossa grande amizade são para mim uma benção. Ana Elisabete, Ana Rita, Crés, Felício, Lari, Regina, Rejane e Suzana, em especial, pelo trabalho extra que dei a vocês. A amizade de vocês foi o prêmio mais valioso.Aos meus queridos irmãos Rod e Edu, minhas doces irmãs Dri e Cecé, porque existir sem vocês não seria tão maravilhoso. É isto! Indi e Pri, não os esqueceria.À minha tia Neusa e à vovó Universa, lógico, vocês sabem muito bem porque. Amor e fé, todos os dias, longe mas sempre perto, não é pra qualquer um.Meu pai e minha mãe, meu eterno e querido porto seguro, onde o amor tem mais de quatro dimensões e qualquer palavra diz pouco.Acima de tudo, à Deus, pela vida, pelas oportunidades, pelo amor. E ao Espiritismo, por nortear com ternura e vigor meu espírito, por sustentar-me na fé, em todos os momentos de minha vida. A verificação da estabilidade lateral de vigas pré-moldadas merece maior atenção em vigas longas e delgadas, especialmente durante as fases transitórias, como o içamento e o transporte, e também quando se leva em conta a deformabilidade das ligações temporárias.Apresenta-se nesta tese, um estado da arte sobre o problema da instabilidade lateral em vigas pré-moldadas, a fim de situar este trabalho no contexto técnico atual, bem como estudos anteriores relacionados à torção pura e quando associada a outras solicitações.Alguns modelos numéricos foram implementados computacionalmente a fim de simular o comportamento não-linear físico de vigas de concreto armado e protendido sob ação conjunta de torção, flexão bi-lateral e força axial.O modelo adequado a situações onde a torção é predominante sobre a flexão baseia-se na analogia ao comportamento de treliça espacial e na extensão da teoria dos campos diagonais comprimidos. Os resultados numéricos obti...

No abstract

À Deus, pela crença e pela importante oportunidade.Ao meu orientador Mounir Khalil El Debs pela paciência e valiosa colaboração.Ao professor Munir Rachid, co-orientador deste trabalho, pelos minutos diários de atenção e pelos exemplos constantes de solidariedade.À Rosi Aparecida Jordão Rodrigues e Maria Nadir Minatel, pela companhia afetuosa e pelas incontáveis horas de dedicação. pela ajuda, muito preciosa, para a realização deste trabalho.Ao CNPq, pelo apoio financeiro que possibilitou a realização desta dissertação.Aos colegas do departamento, pela amizade. Às amigas, Larissa, Aninha, Paula, Regina e Ronisi, pelo tempo de convivência saudável, pela simpatia, pela colaboração constante e pela grande e bela amizade.Aos meus irmãos, Dri, Ciça, Rodrigo e Edu, pelo carinho à distância. À tia Neusa e minhas queridas avós, pela grandeza de suas intenções. SUMÁRIO RESUMO Este trabalho aborda o estudo da instabilidade lateral das vigas pré-moldadas durante o regime de serviço e durante a fase transitória. Na fase de serviço inclui os casos de apoios indeformáveis e deformáveis à torção. Para a fase transitória, o cálculo da carga crítica é desenvolvido para as diversas disposições dos cabos de içamento. O estudo do equilíbrio no espaço é realizado a partir da resolução das equações diferenciais regentes da instabilidade elástica. A resolução do sistema diferencial composto pelas equações acopladas da flexão lateral e da torção é realizada por vários métodos, incluindo o desenvolvimento e automatização do método numérico de Runge-Kutta, para algumas seções típicas. Apresentam-se ainda os procedimentos empíricos encontrados na literatura técnica, baseados em ensaios experimentais, para o cálculo dos fatores de segurança. Os resultados dos exemplos numéricos mostram que as situações de serviço não são, em geral críticas, ao contrário da fase transitória. Os exemplos mostram ainda que a suspensão com balanços é uma forma de diminuir os problemas de instabilidade lateral desta fase. Palavras-Chave: Instabilidade lateral, Vigas pré-moldadas. ABSTRACT This work deals with the lateral stability of precast beams on service and during intermediate phase -handling and transportation. At service phase it is considered rigid and semi-rigid connections with torsion deformation. At handling phase, the criticalload is evaluated for several positions o f lifting cables. The study of the equilibrium conditions is done with the solution of the differential equation o f elastic instability problem. The solution o f flexural and torsional coupled equation is gotten by use of some methods, including the one developed and authomatized from the application ofRunge-Kutta method, for certain sections. Empirical procedures are presented based on experimental tests, found in technical papers to compute fators of safety. The results of numerical examples show that the service situations are not generally criticai, unlike the intermediate situations. The results show also that a possible way to avoid this problem is with the use o f lifting points ...

No abstract

No abstract

ResumoThis paper presents recommendations for security check of precast beams in transitory phases, compare results of parametric analyzes with national and international code recommendations and confront the formulations used for the calculation of critical load of lateral instability. In transport and lifting phases, precast beams are susceptible to loss lateral stability because the established supports provides little restriction to the element rotate on its principal axis and move laterally. To recommend limits of slenderness, parametric analysis are performed using formulations based on bifurcacional instability, including eigenvalue problems with the finite element method. The results show that the safety limits for I beams and rectangular beams are different. For the analyzed cases and with reference to beam slenderness equation used by fib Model Code [13], the limit determined for rectangular beams would be 85 and for I beams 53, which could be taken as 50, as recommended by the code. Within the analyzed cases of I beams, only the fib Model Code [13] recommendation attend the slenderness limit for transitory phases.Este artigo objetiva apresentar recomendações para a verificação da segurança de vigas pré-moldadas em fases transitórias, comparar resultados de análises paramétricas com recomendações de normas nacionais e internacionais e confrontar as formulações utilizadas para o cálculo da carga crítica de instabilidade lateral. Nas fases transitórias de transporte e içamento, as vigas pré-moldadas são suscetíveis à perda de estabilidade lateral, porque a vinculação estabelecida oferece pequena restrição ao elemento de girar em torno de seu eixo e deslocar-se lateralmente. Para recomendar limites de esbeltez são realizadas análises paramétricas utilizando formulações baseadas em instabilidade bifurcacional, incluindo problemas de autovalor com o método dos elementos finitos. Os resultados mostram que os limites de segurança para vigas I e retangular são diferentes. Para os casos analisados e tomando como referência a equação de esbeltez de viga utilizada pelo fib Model Code [13], o limite determinado para vigas retangulares seria de 85 e para vigas de seção I seria de 53, o que poderia ser tomado igual a 50, como recomendado pela norma. Dentre os casos analisados de vigas I, somente a recomendação do fib Model Code [13] atende o limite de esbeltez para fases transitórias.Palavras-chave: instabilidade lateral de vigas, concreto pré-moldado, içamento, transporte, esbeltez.

ResumoThe stability of long and slender precast beams has been associated with structural collapse during the transitory phase of construction. The inevitable deviations regarding the execution between the support cross-section and midspan aggravate the instability problem, thus causing the beams to become even more susceptible to its effects. The focal point of this study is the numerical and behavioral evaluation of concrete beams that present geometric imperfections on elastomeric supports and analyze the influence exerted by the variables of: strength characteristics of concrete, physical non-linearity of the concrete and the compression stiffness of the bearing pad. The numerical analyses were developed on a computer program based on the finite element method (FEM). Among the principle conclusions drawn from the study, one finds that the increase in the characteristic strength of the concrete provides the beam with a higher degree of stability, and the consideration of the physical non-linear behavior of the material did not allow the equilibrium point on the numerical model to be found in some of the cases that were evaluated. The rotational stiffness of the pad decreases as the skew angle increases. Therefore, one needs to remember that in very critical situations, it may not be possible to find the point of equilibrium, thus leading to collapse.

The lateral stability of long slender precast concrete beams requires great attention, particularly during transitory phases such as tilting and transportation. Lateral stability relates primarily to decreased bending and torsional stiffness resulting from cracking in the beam. An experimental investigation was undertaken into the problem of lateral buckling of reinforced concrete beams and the results were compared with a numerical model considering the materials' nonlinear behaviour. The tests revealed that the effect of torsion was less significant than that of lateral bending. The use of total stations in the tests to measure displacements proved to be an alternative that provided good results, taking into account the coordinates' changes in space. The torsional stiffness showed a numerical decrease of 20% caused by cracking during bending. The nonlinear behaviour of the materials calculated by the numerical model was in good agreement with the experimental strain in the concrete and in the reinforcement obtained in the tests.