Carlos Chastre

Since the 1980’s, several buildings throughout the world have been subject to gas explosions, impact by cars or airplanes, or car bomb attacks. In many cases the effect of the impact or explosion has been the failure of a critical structural member at the perimeter of the building. After the failure, the load supported by that member could not be redistributed and part or all of the structure has collapsed in a progressive manner. The phenomenon that occurs when local failure is not confined to the area of initial distress, and spreads horizontally and/or vertically through the structure, is termed progressive collapse.

Progressive collapse is a relatively rare event, as it requires both an accidental action to cause local damage and a structure that lacks adequate continuity, ductility, and redundancy to prevent the spread of damage. It is technically very difficult and economically prohibitive to design buildings for absolute safety. However it is possible to construct precast concrete buildings that afford an acceptable degree of safety with regard to accidental actions.

A structure is normally designed to respond properly, without damage, under normal load conditions, but local and/or global damages cannot be avoided under the effect of an unexpected, but moderate degree of accidental overload. Properly designed and constructed structures usually possess reasonable probability not to collapse catastrophically under such loads, depending on different factors, for example: the type of loading; the degree and the location of accidental loading in regard to the structure and its structural members; the type of structural system, the construction technology, and the spans between structural vertical members, etc.

No structure can be expected to be totally resistant to actions arising from an unexpected and extreme cause, but it should not be damaged to an extent that is disproportionate to the original cause.

The aim of fib Bulletin 63 is to summarize the present knowledge on the subject and to provide guidance for the design of precast structures against progressive collapse. This is addressed in terms of (a) the classification of the actions, (b) their effect on the structural types, (c) the strategies to cope with such actions, (d) the design methods and (e) some typical detailing, all supplemented with illustrations from around the world, and some model calculations.

A reabilitação de um edifício tem muitas vezes de ser analisada e efetuada tendo em conta os edifícios vizinhos e a envolvente. No caso particular da reabilitação de um edifício, à partida devem considerar-se, de forma integrada, todos os requisitos que não são cumpridos face aos padrões atuais. Com base nessa análise, e tendo em conta muitas vezes condicionantes vários, que vão desde estéticos, técnicos, culturais a económicos, e que dependem em larga medida das tipologias construtivas, a intervenção tem de ser cuidadosamente concebida, preparada e executada. Apresentam-se sinteticamente as tipologias construtivas mais correntes, o contexto legislativo português da construção e específico da reabilitação. Efetua-se uma análise à legislação vigente, detalhando com maior detalhe o Regime Especial da Reabilitação Urbana, que possibilita dispensas de cumprimentos regulamentares mas apenas relativos a aspetos construtivos. Por esse motivo apresenta-se também uma síntese de aspetos relativos à segurança estrutural na reabilitação de edifícios com tipologias correntes. Pretende-se, através desta síntese, contribuir para uma visão mais integrada da reabilitação.

A demanda de energia, faz com que o homem esteja sempre a procura de novas soluções para a sua produção. Uma opção é a energia eólica, por se tratar de uma energia limpa, renovável e inesgotável. Para se evitar a ocupação das terras férteis, é natural a busca de soluções no mar. Portanto, neste trabalho é estudado o comportamento estrutural dinâmico de uma torre treliçada em concreto armado pós-tensionado por tirantes externos idealizada para uso offshore com a finalidade de suporte para turbinas eólicas de eixo horizontal. A torre está sujeita às ações gravitacionais, aerodinâmicas e hidrodinâmicas. Para considerar estas ações desenvolveu-se um código computacional específico usando a linguagem MATLAB. É proposto um modelo simplificado para análise bi-dimensional, utilizando-se elementos de pórtico plano com a finalidade de contornar as dificuldades de uma análise tridimensional. Embora específico para este tipo de torre, o codigo permite variar geometrias, carregamentos e alterações do nível do mar. Nas cargas aerodinâmicas élevado em conta o espectro de Von Karman. As cargas hidrodinâmicas são avaliadas pela equação de Morison. As cargas nodais equivalentes são determinadas por integração ao longo do elemento estrutural de acordo com o proposto por Souza. Os tirantes pós-tensionados são monitorados para não sofrerem esforços de compressão. A análise é realizada no domínio do tempo utilizando-se o algoritmo de integração de Newmark.. Através dos procedimentos adotados foi possível obter resultados para as freqüências, deslocamentose esforços, que se mostraram coerentes com os obtidos por modelos tri dimensionais mais complexos. O código desenvolvido permitiu a análise de forma simples, eficiente e confiável de torres treliçadas de concreto armado.

The wind energy production is a growing industry and the energy produced is renewable and environmentally cleaner than most of the other systems. The towers to support the wind energy generators may be built with precast concrete elements that are competitive in comparison to other structural systems. The evolution of the technology for wind energy production shows a clear need for larger wind turbines and longer blades and, consequently, taller towers, where precast concrete solutions are competitive. Truss precast concrete towers is a solution that complies with the demands of the present and future wind energy production. The research on the execution and structural behaviour of the connections between the tower elements is an important issue. This communication presents the experimental analysis of column to column connections for precast concrete towers. The tests included connections with commercial threaded bars welded to the rebars and connections with grouted corrugated steel sleeves. Thick joints (50 mm) filled with fibre reinforced grout and thin joints (3 mm) filled with epoxy resin were tested and analysed.

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A ligação pilar-fundação tem um papel fundamental no comportamento das estruturas pré-fabricadas, em particular, na presença de acções horizontais, como a acção dos sismos e do vento, que introduzem esforços elevados na base dos pilares. Um dos sistemas de ligação pilar-fundação usados em estruturas pré-fabricadas consiste em deixar na extremidade inferior dos pilares armaduras salientes que são introduzidas em negativos executados nas fundações. Estes negativos são posteriormente injectados com grout para garantir a ligação. No presente trabalho foram estudadas diferentes soluções de negativos para ligação das armaduras do pilar à fundação, tendo sido realizados ensaios monotónicos para analisar o seu comportamento. Nesta comunicação apresentam-se e discutem-se os resultados obtidos da análise experimental efectuada.

The main goal of the present research work is to characterise a unidirectional fibre reinforced grout (UFRG), developed as an alternative material to strengthen RC structures using small thickness jacketing. A high performance cementitious grout reinforced with continuous and unidirectional non-woven steel fibre mat has been developed for this purpose. It was expected that the optimization of the percentage and alignment of the steel fibres would yield a more efficient fibre grout. In fact, the composite should attain higher tensile strength with continuous fibres since the fibre embedment length is enough to prevent fibre pull-out. An experimental programme was carried out to characterise the UFRG’s mechanical properties. Compressive tests were conducted on small thickness tubular specimens to enable the determination of the compressive strength and the static modulus of elasticity. The tensile strength was obtained from splitting tests performed on cubic specimens (DIN 1048-5). Semi-empirical equations, based on the experimental results, are proposed to estimate UFRG’s modulus of elasticity, compressive strength and tensile strength. Two strengthening solutions for RC structures using small thickness CFRP jacketing are presented.