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Doctoral Thesis
DOI
10.11606/T.3.2003.tde-20072009-181059
Document
Author
Full name
Ricardo Gaspar
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2003
Supervisor
Committee
Stucchi, Fernando Rebouças (President)
Della Bella, João Carlos
França, Ricardo Leopoldo e Silva
Hanai, João Bento de
Loriggio, Daniel Domingues
Title in Portuguese
Dimensionamento das almas de pontes celulares.
Keywords in Portuguese
Alma
Dimensionamento das estruturas
Fadiga das estruturas
Fadiga dos materiais
Pontes de concreto
Segurança estrutural
Vigas (ensaios)
Vigas celulares
Abstract in Portuguese
As vigas celulares ocupam um lugar de destaque crescente na construção de pontes em concreto protendido. Dentro desta opção, a tendência moderna é de se construírem pontes unicelulares cada vez mais largas, o que traz como conseqüência um aumento considerável da flexão transversal em seus elementos, especialmente em suas almas, submetendo-as a uma combinação de cisalhamento com flexão transversal que pode atingir valores importantes. Este trabalho tem por finalidade apresentar um novo critério de dimensionamento das almas das vigas de seção celular, incluindo o caso do estado limite último de fadiga. Este critério foi idealizado a partir de uma análise crítica dos modelos vigentes, os quais são analisados e comparados por meio de gráficos de interação relacionando força cortante com flexão transversal, que permitem a escolha da melhor opção para as situações de projeto. Desenvolveu-se uma investigação experimental, a fim de verificar a validade do critério de dimensionamento desenvolvido. Foram analisados os seguintes modos de colapso: esmagamento das bielas comprimidas de concreto, alongamento plástico excessivo dos estribos e ruptura dos estribos por fadiga. Os resultados experimentais mostraram uma boa aproximação do Critério de Dimensionamento Proposto e revelaram novidades nos ensaios de fadiga: a ruptura dos estribos por fadiga se deu por etapas, um estribo de cada vez, num processo gradual. A ruptura por fadiga ocorreu sistematicamente próximo à ligação da alma com a mesa inferior e não no dobramento dos estribos.
Title in English
Web design of box-girders concrete bridges.
Keywords in English
Beams (tests)
Box-girders beams
Concrete bridges
Fatigue
Fatigue of materials
Structural safety
Structures design
Web
Abstract in English
Box-girders have received a growing attention in the field of prestressed concrete bridges. The modern trend is to build wider unicellular bridges, which leads to a considerable increase in the transverse bending moment acting mainly in their webs. These are subjected to a combination of shear force and transverse bending moments, which may reach important values. The purpose of this thesis is to introduce a new design approach of box-girder webs, including the Ultimate Limit State due to fatigue. This design approach is derived from a critical analysis of the current criteria. The different criteria for the design of box-girder webs are analyzed and compared by means of shear-bending moment interaction diagrams as an attempt to identify the more realistic one. An experimental investigation has been undertaken with the purpose of verifying the validity of the new developed approach. The following failure modes have been considered: crushing of the compressed struts, excessive plastic deformation of the stirrups and rupture of the stirrups due to fatigue. The experimental results have shown good agreement with those predicted by the proposed approach. Furthermore, the tests have revealed new aspects of the fatigue behavior: the rupture of the stirrups due to fatigue occurred in stages, one at a time in a gradual manner. In all cases the failure took place near the top face of the lower flange and not at the corner of the stirrups.
 
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Publishing Date
2009-07-21
 
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