TEORIA DA SIMILITUDE E ANÁLISE ESTATÍSTICA APLICADAS A CORPOS DE PROVA CILÍNDRICOS DE CONCRETO

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Publicada em 28/06/2019

Discente: Carlos Felipe de Azevedo

Resumo:

A resistência à compressão de concretos é a propriedade mais básica e importante utilizada em projetos de estruturas de concreto armado. A utilização da informação de resistência à compressão de concretos se torna um problema, por causa das diferenças no tamanho e forma dos corpos de prova utilizados. Há muito tempo vêm sendo utilizados modelos que buscam aproximar experimento e teoria. No que diz respeito à analogia, o original e o modelo apresentam algumas qualidades físicas distintas, mas têm em comum características funcionais e estruturais. Através da Teoria da Similitude e Análise Dimensional, é possível identificar variáveis que são potencialmente prejudiciais à precisão de um modelo bem como aplicar fatores de correção. No que tange as Normas Técnicas Brasileiras, especificamente à ABNT NBR 5738:2015, a menor dimensão referenciada e autorizada para ensaios em corpos de prova cilíndricos de concreto é ∅100x200 mm. Entretanto, esse tamanho de espécime exige uma quantidade de material consideravelmente grande e em algumas situações, se torna fator prejudicial quando lidamos com matérias-primas de elevado custo ou difícil obtenção. Partindo disso, buscam-se maneiras alternativas para a realização de experimentos que apresentem economia de material e viabilidade de execução de planejamentos experimentais estatisticamente representativos envolvendo corpos de prova cilíndricos. O presente estudo investigou o comportamento mecânico de corpos de prova de concreto de dimensões reduzidas em relação ao padrão mínimo recomendado pela norma brasileira, para diferentes classes de resistência à compressão e faixas granulométricas de agregados graúdos com dimensões máximas características distintas, via Teoria da Similitude. Foram estabelecidos critérios de adensamento para os espécimes reduzidos. O Efeito Parede foi analisado por uma nova perspectiva, para diferentes tamanhos de espécimes e diversos traços de concreto. Os resultados dos testes de hipóteses mostraram similaridade entre as médias de resistência à compressão dos espécimes ∅50x100 mm e ∅100x200 mm para dimensões de agregado menores e resistências maiores. Através da utilização de coeficientes de predição com confiabilidade estatística, foi possível corrigir as divergências na resistência à compressão provocadas pela distorção dimensional dos agregados.

Abstract:

The compressive strength of concrete is the most basic and essential property used in the design of reinforced concrete structures. The use of concrete compressive strength information becomes a problem because of differences in the size and shape of the used specimens. Models that seek to bring experiment and theory together have been used for a long time. As far as an analogy is concerned, the original and model have some distinct physical qualities, but they have in common functional and structural characteristics. Through the Similitude Theory and Dimensional Analysis, it is possible to identify variables that are potentially detrimental to the accuracy of a model and to apply correction factors to them. About the Brazilian Technical Standards, specifically to ABNT NBR 5738: 2015, the smallest dimension referenced and authorized for tests on concrete cylindrical specimens is ∅100x200 mm. However, this specimen size requires a considerable amount of material in some situations, a factor that becomes detrimental when dealing with high-cost or hardly-obtained raw materials. From this, alternative ways are sought to perform experiments that present material savings and the feasibility of performing statistically representative experimental plannings involving cylindrical specimens. The present study investigated the mechanical behavior of concrete test specimens of reduced dimensions concerning the minimum standard recommended by the Brazilian code, for different classes of compressive strength and granulometric sets of coarse aggregates with different Characteristic Maximum Dimensions, applying Similitude Theory. Density criteria were set for reduced specimens. The Wall Effect was analyzed by a new perspective, for different sizes of specimens and different traces of concrete. The results of the hypothesis tests showed similarity between the means of compressive strength of the specimens ∅50x100 mm and ∅100x200 mm for smaller dimensions of aggregate and larger strengths. Through the use of prediction coefficients with statistical reliability, it was possible to correct the differences in the compressive strength caused by the dimensional distortion of the aggregates. Keywords: .

Palavras-chave:

Portland Cement Concrete; Compressive Strength; Concrete Specimen; Similitude Theory; Dimensional Analysis; Coarse Aggregate; Wall Effect

Áreas de Concentração:

- Mestrado: Estruturas e Construção

Orientadores:

- Ricardo André Fiorotti Peixoto

Banca Examinadora:

Prof. Ricardo André Fiorotti Peixoto (UFOP, Presidente)
Prof. José Maria Carvalho (UFV, Co-orientador)
Prof. Guilherme Jorge Brigolini Silva (UFOP)
Prof. Leonardo Pedroti (UFV)

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