13 results on '"Puppi, Rogério Francisco Küster"'
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2. Experimental Analysis of R.C. Beams Preloaded, Repaired and Flexural Strengthened with Carbon Fibre Reinforced Polymer (CFRP)
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da Costa Santos, Juliane, primary, da Costa Santos, Ana Caroline, additional, Archbold, Paul, additional, and Puppi, Rogério Francisco Küster, additional
- Published
- 2021
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3. Ampliação de uma grande obra de saneamento – Enfoque geotécnico
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Nascimento, Ney Augusto, primary, Towes, Errol, additional, Marini, Renato, additional, Bordignon, Osmar, additional, Muller, Paulo Roberto, additional, Sartor, Antonio Roberto, additional, and Puppi, Rogério Francisco Küster, additional
- Published
- 2019
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4. Experimental analysis of R.C. beams preloaded, repaired and flexural strengthened with carbon fibre reinforced polymer
- Author
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Santos, Juliane da Costa, Puppi, Rogério Francisco Küster, Lima, Adauto José Miranda de, and Medeiros Junior, Ronaldo Alves de
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Vigas de concreto - Testes ,ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL::ESTRUTURAS::ESTRUTURAS DE CONCRETO [CNPQ] ,Polymers - Mechanical properties ,Concrete beams ,Vigas de concreto - Simulação por computador ,Concreto armado - Manutenção e reparos ,Fibras de carbono ,Materiais de construção ,Concrete beams - Testing ,Vigas de concreto ,Reinforced concrete - Maintenance and repair ,Concrete beams - Computer simulation ,Reinforced concrete - Testing ,Building materials ,Carbon fibers ,Concreto armado - Testes ,Polímeros - Propriedades mecânicas ,Engenharia Civil - Abstract
O concreto é um material de larga aplicação nas estruturas em todo o mundo, logo seu envelhecimento e deterioração são inevitáveis, sendo a reabilitação de estruturas de concreto armado é uma necessidade real. Existem várias técnicas para a recuperação e reforço de estruturas, dentre elas os reforços com aplicação de compósitos reforçados com fibra de carbono (CRFC), que são leves, possuem alta resistência à tração e são de fácil instalação. Esta pesquisa apresenta a análise experimental do comportamento à flexão de dez vigas de concreto armado que foram carregadas previamente até a ruína e foram recuperadas e reforçadas à flexão com uma ou duas camadas tecido de fibra de carbono coladas com resinas epoxídicas (CRFC). As dez vigas de concreto armado reabilitadas foram carregadas e ensaiadas à flexão em quatro pontos até se obter as cargas últimas e deslocamentos máximos. O objetivo do trabalho foi verificar a possibilidade de reabilitação de vigas de concreto armado em ruína, após reforço à flexão com tecido de fibra de carbono (CRFC). As vigas reforçadas com 1 camada de CRFC resistiram a uma carga média 49,70% superior à carga analítica calculada para a viga de referência sem reforço e sem carregamento prévio, já as vigas reforçadas com 2 camadas de CRFC suportaram uma carga 56,66% superior à carga analítica da viga de referência sem qualquer tipo de reforço externo. Com relação à análise de resistência da estrutura comparada ao projeto do reforço para vigas íntegras, as vigas com 1 camada de CRFC suportaram cargas em média 4,65% inferiores que o projeto e as vigas reforçadas com 2 camadas de CRFC suportaram cargas 5,05% inferiores que a projetada, mostrando uma boa acurácia entre o projetado por Pivatto (2017) para reforço de vigas íntegras sem carregamento prévio e a análise experimental das vigas recuperadas e reforçadas. Na presente pesquisa percebeu-se que as vigas romperam por não resistirem às tensões cisalhantes. Ademais, foi verificada a possibilidade da reabilitação das peças estudadas por meio da recuperação e reforço à flexão com CRFC que tenham atingido a ruína conforme NBR 6118 (ABNT, 2014) no que tange o suporte de carga. Concrete is a material widely applicable in structures all over the world. Therefore, its deterioration and problems caused over time are inevitable. Considering this fact, the structures of concrete recovery is a real need. There are numerous techniques structural recover and repair. The system using carbon fibre reinforced polymer (CFRP) is among them. CFRP is lightweight, presents high tensile strength and is easy to be installed. This research presents an experimental analysis about the monotonic flexural behaviour and ultimate capacity of ten reinforced concrete beams partially damaged and cracked after preloading in flexure. The beams were externally repaired using one or two layers of CFRP fabrics and bonded with epoxy resin over a pre-treated substrate aiming better adhesion. Each beam was loaded and tested by a flexural tensile strength in four points bending test. The ultimate load and maximum deflection were recorded. The aim of this study was to verify the effectiveness of the CRFP as reinforcement of the damaged structure of reinforced concrete. It was observed that specimens reinforced with one layer of CRFP increased, in average, 49,70% of the tensile strength while using two layers improved it in 56,66% when compared to the control beams with no additional external reinforcement. When analysing the actual behaviour of the CRFP reinforced beams with the designed, it was observed an average achievement 4,65% less than the expected for the group using one layer and 5,05% less with 2 layers of CRFP. Therefore, the accuracy of the results was satisfactory when compared to the project presented by Pivatto (2017). During the structural analysis, it was observed that the shear force caused the failure of the beams. Additionally, it was verified the effectiveness of the CFRP when used as an external reinforcement to recover the damaged structures of reinforced concrete studied, submitted to their peak flexural tensile strength.
- Published
- 2019
5. Mechanical behaviour of a silty soil of the Guabirotuba geological formation treated with lime in different curing times
- Author
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Baldovino, Jair de Jesús Arrieta, Izzo, Ronaldo Luis dos Santos, Rose, Juliana Lundgren, Motta, Laura Maria Goretti, Puppi, Rogério Francisco Küster, and Teixeira, Sidnei Helder Cardoso
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Cal ,Soil mechanics ,Soil management ,Soils - Composition ,Solos - Manejo ,Lime ,Mecânica do solo ,Solos - Compactação ,Cisalhamento ,Engenharia civil ,Building ,Shear (Mechanics) ,Civil engineering ,Solos - Composição ,ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL::GEOTECNICA [CNPQ] ,Construção civil ,Soil compaction - Abstract
Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) O uso da cal como material de estabilização e melhoramento de solos finos como as argilas e siltes vem sendo uma técnica amplamente empregada na engenharia geotécnica. A Formação Guabirotuba é uma Formação geológica da bacia do Paraná, localizada na cidade de Curitiba e Região Metropolitana, Brasil; e se estende em uma área de, aproximadamente, 900 km2. Os solos da Formação, em sua maioria, são classificados como finosdo tipo esmectitas, apresentando-se em diferentes colorações. Os solos finos da Formação não podem,em função das suas propriedades físico-mecânicas, ser empregados muitas vezes para construção de bases e sub-bases para pavimentação, proteção de encostas e taludes ou para suporte de fundações superficiais como as sapatas,devido à baixa capacidade de suporte, alta expansibilidade quando entram em contato com a água e alta erodibilidade quando não tem nenhum tipo de proteção superficial. O tratamento deste tipo solo com cal torna-o compatível para essas condições de uso. Quando as argilas são estabilizadas com a cal, se reduz o limite plástico, aumenta-se o limite de liquidez, melhora-se a trabalhabilidade e as propriedades mecânicas. A presente pesquisatem por objetivo avaliar o comportamento mecânico de um solo siltoso da Formação geológica Guabirotuba tratado com diferentes teores de cal (0%, 3%, 5%, 7% e 9%) em diferentes tempos de cura (15, 30, 60, 90 e 180 dias) e energias de compactação (normal, intermediaria e modificada). Para tal, foi investigado o comportamento da resistência à compressão não confinada, ou compressão simples (qu),à tração por compressão diametral (qt) e os parâmetros de resistência ao cisalhamento direto (ângulo de atrito ϕ´ e coesão C). Além disso, também foi estudada a influência da sucção na resistência de todas as misturas solo-cal. Os parâmetros de controle avaliados na pesquisa foram principalmente: o teor de cal empregado (L), o tempo de cura (t), o teor de umidade(ω), a porosidade (η), o teor volumétrico de cal (Lv) e o grau de saturação (S). Usou-se a relação η/Lvpara estudar o crescimento de qt e qu, e determinar a relação qt/qu em todos os tempos de cura. Observou-se que houve mudanças nas propriedades de compactação do solo e nos limites de Atterberg quando se estabilizao solo com a cal, assim como também foi verificadoum crescimento da resistência à compressão não confinada (qu) e à tração por compressão diametral (qt) com o aumento do teor de cal e do tempo de cura, e aumento nos parâmetros de resistência ao cisalhamento direto.Os resultados demostram que existe uma relação constante de qt/qu=0,16 para todos os tempos de cura. Uma equação geral de previsão ou estimativa da resistência qu e qt das misturas solo-cal com o uso da relação vazios/cal η/Lv foi desenvolvida mediante a normalização das resistências em todos os tempos de cura e foi verificado que a equação pode estender-se para estimar a resistência de outros solos da Formação Guabirotuba com a relação η/Lv ajustada a um exponente igual a 0,20. The use of lime as stabilizing material and improvement of fine soils such as clays and silts has been a widely used technique in geotechnical engineering. The Guabirotuba Formation is a geological formation of the Paraná basin, located in the city of Curitiba and Metropolitan Region, in Brazil; and extends over an area of approximately 900 km2. The soils of this Formation, in the majority, are classified like fine of the type smectites, being presented in different stains. In addition, the fine soils of the Formation can´t due to their physicalmechanical properties, be used many times for the construction of bases and sub-bases for paving, slope protection or for support of superficial foundations such as spread footings, due to the low support capacity, high expansibility when in contact with water and high erodibility when it does not have any type of surface protection. The treatment of this type with lime soil makes it compatible for these conditions of use.The present research aims to evaluate the mechanical behaviour of a silty soil of the Guabirotuba geological Formation treated with different amounts of lime (0%, 3%, 5%, 7% and 9%) at different curing times (15, 30, 60, 90 and 180 days) and compaction energies (standard, intermediate and modified). For this, the behaviour of unconfined compressive strength, or simple compression (qu), split tensile strength (qt) and direct shear strength parameters (internal friction angle Φ and cohesion C) was investigated. In addition, the influence of suction on the mechanical resistance of all soillime mixtures was also studied. The control parameters evaluated in the research were mainly: lime content (L), curing time (t), moisture content (ω), porosity (η), volumetric lime content (Lv) and the degree of saturation (S). The η/Lvratio was used to study the growth of qt and qu, and to determine the relation qt/qu at all cure times. It was observed that there were changes in soil compaction properties and at the Atterberg limits when the soil stabilized with lime, as well as a growth of the unconfined compressive strength (qu) and the split tensile strength (qt) with increasing lime content and curing time, and, on the other hand, an increase in the parameters of direct shear strength. The results show that there is a constant ratio of qt/qu =0,16 for all cure times. A general equation for predicting or estimating the resistance qu and qt of the soil-lime mixtures using the voids/lime ratio η/Lv was developed by normalizing the resistances at all cure times and it was verified that the equation may extend and to estimate the resistance of other soils of the Guabirotuba Formation with the ratio η/Lvadjusted to an exponent equal to 0,20.
- Published
- 2018
6. Mechanical behavior of clayey soil mixed with construction and demolition waste for use in paving
- Author
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Moreira, Eclesielter Batista, Izzo, Ronaldo Luis dos Santos, Lima, Adauto José Miranda de, Vicentini, Daniane Franciesca, Motta, Laura Maria Goretti da, and Puppi, Rogério Francisco Küster
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Materiais de construção - Reaproveitamento ,Soil mechanics ,Clay soils ,Recycling industry ,Waste products as building materials ,Wrecking – Recycling ,Mecânica do solo ,Demolição - Reaproveitamento ,Building materials – Recycling ,Solos argilosos ,Indústria de reciclagem ,Resíduos como material de construção ,Pavimentos ,Engenharia civil ,ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL::GEOTECNICA::MECANICAS DOS SOLOS [CNPQ] ,Civil engineering ,Pavements - Abstract
Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) A quantidade de resíduo de construção e demolição (RCD) gerados a nível mundial é significativa, de forma que o crescimento contínuo deste resíduo agrava ainda mais um cenário de desperdício de matérias-primas. Um dos índices de desenvolvimento de um país advém do consumo de concreto/ano uma vez que esse indicador reflete de forma direta a quantidade de obras de construção e/ou reformas existentes. Novas construções e as demolições ou utilizam matérias-primas ou geram uma quantidade significativa de resíduos de construção e demolição (RCD), por isso há uma tendência mundial para redução da utilização de matérias-primas e da geração de resíduos de todos os tipos. Pesquisas neste sentido tem mostrado a possibilidade da aplicação do RCD em obras de pavimentação, inclusive já há normas para o aproveitamento de agregados reciclados em pavimentos. Nesta pesquisa, foi avaliada a possibilidade de utilização de RCD, proveniente de uma usina de reciclagem no município de Almirante Tamandaré (Região Metropolitana de Curitiba) misturado a um solo sedimentar argilo-siltoso da Formação Geológica Guabirotuba, em pavimentos. Para atingir os objetivos desta pesquisa foram realizados ensaios de caracterização, limites de Atteberg, químicos (pH), absorção, quebra dos grãos, expansão e caracterização mecânica (compactação, Índice de Suporte Califórnia, resistência à compressão simples, qu, resistência à tração por compressão diametral, qt, e Módulo Resiliente, MR), tanto do solo, como das misturas solo-RCD. Os ensaios de caracterização e limites mostraram o melhoramento do solo após mistura com o RCD, segundo a classificação TRB. O pH mostrou um processo de alcalinização do solo, evidenciando potenciais reações de ganho de resistência. Ensaios de absorção e quebra de grãos mostraram a peculiaridade do agregado utilizado, uma vez que o RCD sofre o processo de compactação, os grãos sofrem diminuição do seu tamanho, bem como se faz necessário o umedecimento prévio do agregado, pois há um processo de absorção da água necessária para a melhor compactação. Os ensaios de compactação e ISC, demonstraram um aumento na capacidade de resistência em função da mudança granulométrica do material. Os resultados de qu e qt demonstraram um aumento na capacidade de resistência ao longo do tempo, permitindo a aceitação da hipótese da existência de materiais não inertizados no RCD. Pelo ensaio de MR se verificou que a maior degradação do material é gerada durante o processo de compactação e não durante a aplicação de cargas repetidas. Os resultados demonstram que é possível utilizar a mistura 4 (adição de 30% Pedrisco de RCD e 30% areia de RCD em peso seco de solo) para base de pavimentos, e a mistura 3 (adição de 20% Pedrisco de RCD e 30% areia de RCD em peso seco de solo) e 4 como sub-base de pavimentos. The amount of construction and demolition waste (CDW) generated worldwide is significant, and the continued growth of this waste further aggravates the scenario of raw material waste. One of the development indicators of a country comes from the consumption of concrete/year since, so this indicator directly reflects the amount of construction works and/or existing reforms. New constructions and demolitions either uses raw materials or generates a significant amount of CDW, so there is an international trend towards reducing the use of raw materials and the generation of all kinds of waste. Research in this sense has shown the possibility of the application of CDW in pavement works, even though there are standards for the recycled aggregate use in pavements. In this research, the possibility of using CDW from a recycling plant in the municipality of Almirante Tamandaré (Metropolitan Region of Curitiba) mixed with a sedimentary clay-silt soil of the Guabirotuba Geological Formation in pavements was evaluated. In order to achieve the objectives of this research the following were performed or studied: characterization tests, Atteberg limits, chemical (pH), absorption, grain breaking, expansion and mechanical characterization (compaction, California Bearing Ratio, compressive strength, qu, tensile strength, qt, and the Resilient Modulus, RM) for both soil and soil-CDW blends. The characterization tests and limits showed soil improvement after mixing with the CDW, according to the TRB classification. The pH showed an alkalization process of the soil, indicating potential resistance gain reactions. Absorption and grain breakage tests showed the peculiarity of the aggregate used, once the CDW undergoes the compaction process, the grains suffer a decrease in their size, as well as the previous wetting of the aggregate is necessary, as there is an absorption process of the water required for better compaction. The compaction and CBR tests showed an increase in the resistance capacity due to the granulometric change of the material. The results of qu and qt demonstrated an increase in the capacity of resistance over time, allowing the acceptance of the hypothesis of existence of materials not inert in the CDW. By the RM test was found that the greater degradation of the material is generated during the compaction process and not during the application of repeated charges. The results demonstrate that it is possible to use the mixture 4 for the layer base, and the mixture 3 and 4 as the layer sub-base.
- Published
- 2018
7. Comparison between the discrete method NBR 6123 and the synthetic wind method for multi-storey reinforced concrete buildings
- Author
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Santos, Vagner Henrique dos, Abdalla Filho, João Elias, Bertin, Ricardo José, and Puppi, Rogério Francisco Küster
- Subjects
Monte Carlo, Método de ,ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL::ESTRUTURAS::ESTRUTURAS DE CONCRETO [CNPQ] ,Pavements, Concrete ,Structural engineering ,Engenharia de estruturas ,Winds - Speed - Measurement ,Ventos - Velocidade - Medição ,Reinforced concrete ,Monte Carlo method ,Pavimentos de concreto ,Building ,Concreto armado ,Construção civil ,Engenharia Civil - Abstract
O cenário econômico e as relações interpessoais fazem com que o ser humano passe a se concentrar em grandes cidades, sendo necessário um planejamento urbano, a fim de concentrar a população em específicas regiões de forma a facilitar o seu atendimento, como, por exemplo, comércio, saneamento, segurança e transporte público, garantindo uma logística ideal à população. As regiões próximas a esses pontos de atendimento sofrem uma valorização imobiliária, tornando-se cada vez mais comum a verticalização das construções, de maneira a se maximizar o potencial construtivo das áreas centrais e minimizar o custo dos espaços urbanos. Por conseguinte, os engenheiros pesquisadores enfrentam o desafio para um desenvolvimento de técnicas de cálculo e modelagens computacionais a fim de minimizar e aproximar ainda mais o cálculo das estruturas às solicitações reais, reduzindo o consumo de materiais. Um dos fatores a ser considerado para dimensionamento de uma estrutura, são as forças dos ventos incidentes em sua superfície, contribuindo para um elevado consumo de materiais, de maneira que as peças estruturais possam resistir a solicitações de esforços impostas. Assim sendo, o objetivo desta dissertação é comparar o Modelo do Método Discreto NBR 6123 (ABNT, 1988) e o Método do Vento Sintético (Franco, 1993) para edificações de múltiplos pavimentos em concreto armado. Foram estudadas duas edificações para os dois métodos, sendo o modelo I uma torre constituída por 34 pavimentos, com altura total de 103 metros. No caso do Modelo II, a edificação é constituída por 28 pavimentos, com altura total de 65 metros e a assimetria dos pórticos da edificação faz com que as deformações sejam diferentes, mesmo com os coeficientes de arrasto semelhantes para as duas direções. The economic scenario and the interpersonal relations make the human being focus on large cities and urban planning is necessary in order to concentrate the population in specific regions so as to facilitate their attendance, such as commerce, sanitation, security and public transportation, guaranteeing an ideal logistics for the population. The regions close to these points of service undergo a real estate valuation, becoming more and more common the verticalization of the buildings, in such a way to maximize the constructive potential of the central areas and to minimize the cost of the urban spaces. Therefore, research engineers face the challenge of developing computing techniques and computational modeling to minimize and further approximate the computation of structures to actual requests, reducing material consumption. One of the factors to be considered for designing a structure is the force of the winds upcoming on its surface, contributing to a high consumption of materials, so that the structural parts can withstand the demands of imposed forces. Thus, the objective of this dissertation is to compare the Model of the Discrete Method NBR 6123 (ABNT, 1988) and the Synthetic Wind Method (Franco, 1993) for multiple pavements in reinforced concrete. Two buildings were studied for the two methods, the model I being a tower consisting of 34 floors, with a total height of 103 meters. In the case of Model II, the building consists of 28 floors, with a total height of 65 meters and the asymmetry of the building's porticos causes the deformations to be different, even with similar drag coefficients for the two directions.
- Published
- 2017
8. Experimental and Computacional analysis of reinforced concrete beams strengthened with CFRP
- Author
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Pivatto, Amanda Brandenburg, Puppi, Rogério Francisco Küster, Kimura, Érica Fernanda Aiko, Abdalla Filho, João Elias, and Machado, Roberto Dalledone
- Subjects
Reinforced concrete ,Concrete beams - Computer simulation ,Civil engineering - Design and construction - Modelyng ,Engenharia civil ,Concreto - Resistência - Simulação por computador ,Engenharia civil - Projetos e construção - Modelagem ,Civil engineering ,Concrete - Underground movements - Computer simulation ,Concreto armado ,ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL::GEOTECNICA [CNPQ] ,Vigas de concreto - Simulação por computador ,Análise numérica ,Numerical analysis - Abstract
CAPES A falta de manutenção, a mudança de carregamentos, as deficiências de projeto, de execução e até mesmo dos materiais constituintes de uma peça estrutural podem levar à necessidade de aplicação de um reforço estrutural. Dentre estes métodos se destaca o reforço estrutural com Compósitos Reforçados com Fibra de Carbono (CRFC). Este trabalho tem como objetivo analisar o comportamento estrutural por meio de métodos experimentais e modelagem numérica de vigas biapoiadas de concreto armado reforçadas à flexão com CRFC, além de analisar a influência da adição de incrementos de ancoragem no comportamento da peça. O modelo computacional foi desenvolvido no software comercial ANSYS, por meio da utilização do Método dos Elementos Finitos. Foi avaliado o ganho de resistência com a implantação de uma e duas camadas de CRFC em comparação à viga sem reforço. A interface concreto – reforço foi considerada na simulação computacional, uma vez que os esforços atuantes nesta região geralmente são a causa da ruptura neste tipo de peça. Para isso, foi utilizado o Modelo da Zona de Coesão como método de representação da interface. Em relação ao programa experimental, além da variação do número de camadas de reforço, também foi avaliada a influência da adição de incrementos de ancoragem lateral no comportamento das vigas estudadas. Como resultados, foi alcançada uma boa acurácia entre os modelos computacionais e a análise experimental em relação ao valor da carga última de cada situação analisada, bem como em relação ao valor de deslocamento encontrado para as vigas reforçadas. Entretanto, percebeu-se que os valores das deformações obtidos no modelo computacional foram superiores à média dos valores encontrados na análise experimental. Além disso, observou-se também que as vigas tiveram sua rigidez aumentada com o acréscimo de camadas de reforço. Ademais, foi verificado que a adição de incrementos de ancoragem levou a um acréscimo na resistência das peças, mais efetivo que o aumento do número de camadas, para o caso deste trabalho. The lack of maintenance, the change in loadings, project and execution failures, and even failures of constituent materials of a structural part lead to the necessity of applying a structural reinforcement. Among these methods highlights the structural reinforcement with Carbon Fiber Reinforced Polymer (CFRP). This research has the objective to examine whether there is a good relationship between laboratory tests and a simulation model of reinforced concrete beams strengthened in bending with CFRP, in addition to analyze the influence of anchorage increments application in the structural behavior. The computacional model was developed in the comercial software ANSYS, by the utilization of the Finite Element Modeling for the structural analysis. The resistance gain with the implementation of one and two layers of CFRP was evaluated compared with the reference beam. The concrete – reinforce interface was considered in the computacional simulation, since the active efforts in this area are the reason of this type of structure failure. Thus, the Cohesive Zone Model was used for the interface representation. In relation to the experimental tests, beyond the number of layers variation, it was also evaluated the influence of anchorage increments application in the structural behavior. As results, it was obtained a good accuracy of the computacional models and the experimental tests in relation to the rupture load, in addition to the displacements values for the reinforced beams. However, the strain values achieved by the computacional model were higher than the experimental analysis rate values. Besides, it was also noticed that the beams had an increase of the stiffness with the addition of the reinforced layers. Furthermore, it was verified that the anchorage increments application caused an increase of the resistance, even more efficient than the addition of layers, for this case of study.
- Published
- 2017
9. Study of the dynamic behavior of a railway bridge considering the effects of ballast and of track irregularities
- Author
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Remor, Juliana Pereira Rego, Abdalla Filho, João Elias, Beghetto, Fernando Luiz Martinechen, Machado, Roberto Dalledone, and Puppi, Rogério Francisco Küster
- Subjects
Dinâmica estrutural ,Finite element method ,Pontes ferroviárias ,ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL::INFRA-ESTRUTURA DE TRANSPORTES [CNPQ] ,Engenharia civil ,Railroad bridges ,Civil engineering ,Sructural dynamics ,Construção civil ,Railroads ,Método dos elementos finitos ,Ferrovias ,Construction - Abstract
CAPES Esta dissertação tem como proposta investigar o comportamento dinâmico de uma ponte ferroviária sob cargas móveis por meio do método dos elementos finitos. A análise é feita considerando a interação da via com a ponte e o veículo de forma desacoplada. O modelo do veículo utilizado possui 9 graus de liberdade composto de uma associação de corpos rígidos conectados via sistemas de suspensão. As respostas dinâmicas do veículo são obtidas devido à velocidade e irregularidades da via, que são consideradas como funções senoidais harmônicas e como funções randômicas, estas duas abordagens são comparadas. Em seguida, as forças do veículo são aplicadas através das rodas do veículo no modelo de interação viaestrutura. O comportamento dinâmico do modelo via-estrutura é estudado integrando o trilho, lastro e ponte. Os trilhos são modelados como elementos superiores de pórtico e a ponte como elementos inferiores de pórtico. Os dormentes e o lastro são modelados usando a fundação de Winkler para a translação. O método de Rayleigh é usado para calcular o amortecimento estrutural. As equações de movimento de ambos os sistemas são integradas usando o método de Newmark. A influência das irregularidades da via é analisada. This master’s thesis aims to investigate the dynamic behavior of a railway bridge under moving loads using the finite element method. The analysis is made considering an uncoupled vehicle-bridge-track interaction. The vehicle studied is a 9 degrees-offreedom model composed of an association of rigid bodies connected via suspension systems. The dynamic responses of the vehicle are obtained due to the speed and tracks irregularities, which are considered as both harmonic sinusoidal functions and randomic functions. After that, the vehicle forces are applied on the railway track-bridge model throw the vehicle wheels. The dynamic behavior of the railway track-bridge model is studied integrating the rail, ballast, and bridge. The rails are modeled as an elastic Euler-Bernoulli upper beam and the bridge as an Euler-Bernoulli lower beam. The sleepers and ballast are modeled using Winkler foundation for translation. The Rayleigh method is used to define structural damping. The equations of motion of both systems are integrated using Newmark’s method. Track irregularities influence are analyzed.
- Published
- 2017
10. Study os soil-water characteristic curves os soils that make up the geotechnical profile of the Guabirotuba formation
- Author
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Nakashima, Carlos Henrique, Izzo, Ronaldo Luis dos Santos, Johann, Amanda Dalla Rosa, Silva, Ben-hur de Albuquerque e, and Puppi, Rogério Francisco Küster
- Subjects
Mecânica de rochas ,Soil mechanics ,Curves in engineering ,Solos ,Engenharia civil ,Soils ,Geology ,ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL::GEOTECNICA::MECANICAS DOS SOLOS [CNPQ] ,Civil engineering ,Mecânica do solo ,Curvas em engenharia ,Geologia ,Rock mecanics - Abstract
Em detrimento à mecânica dos solos clássica, a mecânica dos solos não saturados ainda é pouco desenvolvida. Com o intuito de contribuir para essa área, é apresentado o presente trabalho. Utilizando amostras de solo de três horizontes que compõem o perfil da Formação Guabirotuba e a técnica de translação dos eixos, através do método da placa de pressão, foram determinadas as curvas características de secagem. Os dados foram ajustados às equações propostas pela literatura através do software SciDavis, na intenção de determinar qual das equações melhor descreve o material analisado. A equação que melhor descreveu os dados experimentais foi a proposta por Fredlund e Xing (1994) para os três horizontes estudados. Por fim, são propostas duas novas equações que apresentam resultados relevantes para o solo local e pressões inferiores a 1000kPa, sendo que uma delas, nessas condições, apresentou resultados melhores do que a equação proposta por Fredlund e Xing (1994). Compared to the classic soil mechanics, the unsaturated soil mechanics still not very advanced. This work is presented intending to help the development of this area. Using samples of soils of three different horizons of the Guabirotuba formation, through the axis translation technique, with the pressure plate method, the drying soil-water characteristic curves was determined. The data was then be compared to the equations proposed by the literature, using the SciDavis software, to define which best describe the studied material. The best fitting curve for the experimental data was the curve that used the equation proposed by Fredlund and Xing (1994) for the three horizons. At the end, two new equations are proposed. These equations show relevant results for the local soil and suctions under 1000kPa. Under this conditions one of the proposed equations reach a better result than the one proposed by Fredlund e Xing (1994).
- Published
- 2017
11. Influence of connection systems on the structural performance of Moso bamboo trusses
- Author
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Radaskievicz, Tiago, Puppi, Rogério Francisco Küster, Vissotto Junior, Dornelles, Kimura, Erica Fernanda Aiko, and Izzo, Ronaldo Luís dos Santos
- Subjects
Wooden-frame buildings ,Bamboo construction - Design ,Trusses ,Construção de bambu - Projetos ,Bamboo - Design and construction ,Estruturas de madeira (Construção civil) ,Construção de bambu - Brasil ,Treliças (Construção civil) ,Bambú - Projetos e construção ,Engenharia civil ,Civil engineering ,ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL::ESTRUTURAS [CNPQ] ,Bamboo construction – Brasil - Abstract
A aplicação do bambu como elemento estrutural é comum em muitos países da Ásia e da América do Sul, ainda que com diferentes metodologias construtivas. Apesar de algumas espécies, como a bambu Mosô (Phyllostachys Pubescens) utilizada neste trabalho, possuírem excelentes propriedades mecânicas, sua difusão como elemento construtivo esbarra na dificuldade de se conceber sistemas de ligação eficientes entre os elementos estruturais. Uma vez que as ligações são o ponto frágil da estrutura, o colapso da estrutura pode ocorrer com o elemento estrutural ainda intacto. Este trabalho buscou avaliar a influência do sistema de ligação no desempenho estrutural de treliças planas executadas com três diferentes sistemas de ligação, sujeitas a condições de carregamento semelhantes. Ao comparar as resistências obtidas em ensaios de caracterização: compressão (41 MPa), tração (146 MPa) e cisalhamento (10 MPa), com as tensões solicitantes nas barras das treliças no momento do colapso, verificou-se que as propriedades mecânicas do bambu foram subutilizadas, uma vez que o colapso das estruturas ensaiadas teve início invariavelmente nas ligações. The use of bamboo as structural element is a reality in many countries in Asia and South America, even with different building methodologies. Although some bamboo species, as Moso (Phyllostachys Pubescens) have excellent mechanical properties, its diffusion as a building element conflicts with the difficulty on conceiving efficient connection systems between structural elements. Given that joints are the weak point of the structure, collapse may occur even when the structural element is intact. This research aimed to evaluate the influence of connection systems on the structural performance of plan trusses built with three different connection systems subjected to similar load conditions. By comparing the strengths obtained on the characterization tests of compression (41 MPa), tension (146 MPa) and shear (10 MPa) to the acting stresses on the truss bars in the moment of collapse, it was noted that bamboo mechanical properties were underused, once the collapse of the tested structures always started by the connections.
- Published
- 2016
12. Transversal load distribution models analysis in box cross section beam superstructures for bridges and widened viaducts
- Author
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Fontana, Patricia, Puppi, Rogério Francisco Küster, Santos Filho, Mauro Lacerda, Stramandinoli, Renata Sá Brito, and Moreira, Amacin Rodrigues
- Subjects
Viadutos ,ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL::ESTRUTURAS::ESTRUTURAS DE CONCRETO [CNPQ] ,Pontes - Projetos e construção ,Roads - Design and construction ,Bridges - Design and construction ,Engenharia civil ,Concreto ,Rodovias - Projetos e construção ,Civil engineering ,Viaducts ,Concrete - Abstract
O presente trabalho apresenta uma comparação entre resultados da análise estrutural da superestrutura de um viaduto em seção celular obtidos do estudo por métodos teóricos e pelo método dos elementos finitos com uso de software adequado, visando a validação dos métodos empregados para obras em seção celular, observando os critérios de tempo, custo e resultados satisfatórios. Foram analisados os coeficientes de distribuição transversal dos esforços na superestrutura de um viaduto quando da ampliação da obra com uso de seção caixão de dimensões diferentes da original e sem haver simetria, visto a ampliação apenas para um lado da obra. Tal determinação apresenta grande importância, visto que o conhecimento das distribuições transversais entre as longarinas que compõem a obra permite a elaboração de projetos de alargamento de pontes mais precisos, buscando a melhor aproximação entre os modelos numéricos e o comportamento real da estrutura. Os resultados obtidos mostraram que os modelos tridimensionais são aqueles que mais se aproximam da condição real da estrutura, porém com alto nível de complexidade para desenvolvimento e uma demanda de tempo elevada. Os modelos de grelha e o modelo baseado na teoria de Fauchart apresentaram resultados divergentes dos modelos tridimensionais, se mostrando conservadores e com respostas imprecisas, não sendo indicados para análise de estruturas em seção caixão. Já o Método de Mason apresentou bons resultados, com valores próximos aos modelos tridimensionais, porém com um prazo mais reduzido de desenvolvimento e obtenção de resultados, caracterizando um método eficiente para estudos de ampliações de obras de arte com seção caixão, quando da análise dos critérios de custo, tempo e resultados. The present work shows a comparison between results of the structural analysis of a cellular box cross section viaduct superstructure, the results are obtained with analytic simplified methods and with the finite element method using a suitable software, aiming the validation of the methods used for constructions in cellular box cross section, observing the criteria of time, cost and satisfactory results. The stress transversal distribution coefficients for the superstructure of a box cross section viaduct were analyzed for the expansion of the construction with the use of box cross section with different dimensions from the original one and with no symmetry, regarding the expansion only for one side of the construction. Such determination presents a huge importance, once the knowledge of the transversal distributions among the stringer beams that comprise the construction allows the elaboration of more accurate bridge widening designs, searching for the best approximation between the numerical models and the real behavior of the structure. The results showed that the three-dimensional models are those that are closer to the real condition of the structure, but with high level of complexity for development and a high demand of time. The grid model and the model based on the Fauchart’s theory show different results of the three-dimensional models, proving to be conservative and with inaccurate answers, not being indicated for the analysis of box cross section structures. On the other hand, the Mason’s Method showed good results, with values close to the ones of the three-dimensional models, however with a shorter time of development and delivery of results, featuring an efficient method for box cross section artworks widening studies, when analyzing the criteria of cost, time and results.
- Published
- 2015
13. Creep analysis in reinforced concrete simply supported beams using the finite element method
- Author
-
Poletto, Fernanda Alves Basílio, Abdalla Filho, João Elias, Stramandinoli, Renata Sá Brito, Machado, Roberto Dalledone, and Puppi, Rogério Francisco Küster
- Subjects
Finite element method ,Vigas de concreto ,Concrete beams - Computer simulation ,Concreto armado - Modelos matemáticos ,Concrete beams ,Engenharia civil ,Reinforced concrete - Mathematical models ,Reinforced concrete - Standards ,Civil engineering ,Vigas de concreto - Simulação por computador ,Método dos elementos finitos ,ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL [CNPQ] ,Concreto armado - Normas - Abstract
A fluência é um fenômeno de grande importância no concreto armado. Apesar de ser apontada como a causa de diversas patologias em estruturas, seus efeitos ainda são considerados de forma simplificada pelos projetistas estruturais. Além de estudar o fenômeno em estruturas de concreto armado e sua consideração atual utilizada na análise de estruturas, este trabalho compara as deformações de vigas simplesmente apoiadas de concreto armado, obtidas de forma analítica, e em ensaios experimentais com os resultados de simulações pelo Método dos Elementos Finitos (MEF). Os valores de deformações e deslocamentos calculados de forma analítica foram obtidos a partir de recomendações da Norma Brasileira NBR 6118 (2014) e do Código Modelo Simplificado CEB-FIP (1990), e os resultados experimentais foram extraídos de ensaios disponíveis na literatura. As simulações são realizadas no programa ANSYS Workbench, utilizando o elemento tridimensional SOLID 186 e a simetria das vigas. Posteriormente são realizadas análises de convergência utilizando o elemento bidimensional PLANE 183. Conclui-se ao final que as análises através do MEF são qualitativa e quantitativamente eficazes para estimativa dessa não linearidade e que o método de obtenção dos coeficientes de fluência utilizados é suficientemente preciso. Reinforced concrete creep is a phenomenon of great importance. Despite being appointed as the main cause of several pathologies, its effects are yet considered in a simplified way by the structural designers. In addition to studying the phenomenon in reinforced concrete structures and its current account used in the structural analysis, this paper compares creep strains at simply supported reinforced concrete beams in analytical and in experimental forms with the finite element method (FEM) simulation results. The strains and deflections obtained through the analytical form were calculated with the Brazilian code NBR 6118 (2014) recommendations and the simplified method from CEB-FIP 90 and the experimental results were extracted from tests available in the literature. Finite element simulations are performed using ANSYS Workbench software, using its 3D SOLID 186 elements and the structure symmetry. Analyzes of convergence using 2D PLANE 183 elements are held as well. At the end, it is concluded that FEM analyses are quantitative and qualitative efficient for the estimation of this non-linearity and that the method utilized to obtain the creep coefficients values is sufficiently accurate.
- Published
- 2015
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