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Nos últimos anos cresceu o interesse por construir edifícios cada vez mais altos, os quais estampam o poderio tecnológico e econômico das nações. Concomitantemente as estruturas se tornaram mais esbeltas e flexíveis e os fenômenos dinâmicos oriundos da ação do vento, que em edificações baixas não representam grande relevância no carregamento, começam a surgir e apresentar seus efeitos. Desta maneira, é importante conhecer como se desenvolve o escoamento do ar e a distribuição das pressões no entorno destas estruturas. Neste trabalho, caracteriza-se aerodinamicamente, através de dados oriundos de ensaios em túnel de vento, dois empreendimentos reais e presentes na engenharia nacional. Os carregamentos foram gerados através da integração simultânea de pressões e transformados em espectros de força, os quais auxiliam na visualização da energia cinética contida nas rajadas, na ocorrência de desprendimento cadenciado de vórtices, martelamento e na influência que as edificações vizinhas apresentam no escoamento. A análise é realizada local e globalmente, possibilitando verificar em que “zona”, ou faixa de altura, é mais significante para o carregamento da estrutura como um todo. O fenômeno de desprendimento de vórtices é caracterizado por um pico no espectro transversal à incidência do vento. Quando existem edificações ou obstáculos na região a barlavento, a estrutura pode ser martelada até a altura média destes obstáculos. Por fim, os resultados aqui apresentados podem servir de auxílio no pré-dimensionamento de estruturas com configurações similares, como comparativo e validação para pesquisas futuras e como referencial na elaboração de códigos normativos referentes ao tema. Destaca-se a importância de ensaios em túnel de vento, principalmente quando a estrutura a ser analisada possui um detalhamento arquitetônico complexo. Estes ensaios permitem ao projetista simular todos os casos de carregamento e os efeitos de vizinhança com maior confiabilidade e precisão em relação a métodos simplificados contidos, atualmente, em códigos e normas. / In recent years many high-rise buildings have been built, which are a way to represent the economic and technological power of nations. Concomitantly, the structures have become slender and more flexible, and the dynamic phenomena of wind, which in low buildings do not represent a great relevance in the loading, start to show their effects. In this way, it is extremely important to know how the wind flow and the pressure distribution occur around these structures. In this research, two real projects, present in the national engineering, are characterized aerodynamically through data from wind tunnel tests. The loadings were processed through the simultaneous integration of pressures and transformed into force spectra, which aid in the visualization of the kinetic energy contained in the bursts, in the occurrence of vortex shedding, buffeting and the influence of the neighboring buildings on the wind flow. The analysis is performed locally and globally, making it possible to verify which "zone", or height range, is more significant to the loading of the structure as a whole. It can be seen that the phenomenon of vortex shedding is characterized by a peak in the crosswind spectrum and the buffeting phenomenon appears when there are buildings or obstacles in the windward region. Finally, the results presented here can be helpful in the pre-design of structures with similar configurations, in the comparison and validation for future researches and as a reference in the review of normative codes. Emphasis is given to the importance of wind tunnel testing, which allows the designer to simulate all loading cases and neighborhood effects with greater precision compared to simplified methods currently contained in codes and standards.

Nos últimos anos cresceu o interesse por construir edifícios cada vez mais altos, os quais estampam o poderio tecnológico e econômico das nações. Concomitantemente as estruturas se tornaram mais esbeltas e flexíveis e os fenômenos dinâmicos oriundos da ação do vento, que em edificações baixas não representam grande relevância no carregamento, começam a surgir e apresentar seus efeitos. Desta maneira, é importante conhecer como se desenvolve o escoamento do ar e a distribuição das pressões no entorno destas estruturas. Neste trabalho, caracteriza-se aerodinamicamente, através de dados oriundos de ensaios em túnel de vento, dois empreendimentos reais e presentes na engenharia nacional. Os carregamentos foram gerados através da integração simultânea de pressões e transformados em espectros de força, os quais auxiliam na visualização da energia cinética contida nas rajadas, na ocorrência de desprendimento cadenciado de vórtices, martelamento e na influência que as edificações vizinhas apresentam no escoamento. A análise é realizada local e globalmente, possibilitando verificar em que “zona”, ou faixa de altura, é mais significante para o carregamento da estrutura como um todo. O fenômeno de desprendimento de vórtices é caracterizado por um pico no espectro transversal à incidência do vento. Quando existem edificações ou obstáculos na região a barlavento, a estrutura pode ser martelada até a altura média destes obstáculos. Por fim, os resultados aqui apresentados podem servir de auxílio no pré-dimensionamento de estruturas com configurações similares, como comparativo e validação para pesquisas futuras e como referencial na elaboração de códigos normativos referentes ao tema. Destaca-se a importância de ensaios em túnel de vento, principalmente quando a estrutura a ser analisada possui um detalhamento arquitetônico complexo. Estes ensaios permitem ao projetista simular todos os casos de carregamento e os efeitos de vizinhança com maior confiabilidade e precisão em relação a métodos simplificados contidos, atualmente, em códigos e normas. / In recent years many high-rise buildings have been built, which are a way to represent the economic and technological power of nations. Concomitantly, the structures have become slender and more flexible, and the dynamic phenomena of wind, which in low buildings do not represent a great relevance in the loading, start to show their effects. In this way, it is extremely important to know how the wind flow and the pressure distribution occur around these structures. In this research, two real projects, present in the national engineering, are characterized aerodynamically through data from wind tunnel tests. The loadings were processed through the simultaneous integration of pressures and transformed into force spectra, which aid in the visualization of the kinetic energy contained in the bursts, in the occurrence of vortex shedding, buffeting and the influence of the neighboring buildings on the wind flow. The analysis is performed locally and globally, making it possible to verify which "zone", or height range, is more significant to the loading of the structure as a whole. It can be seen that the phenomenon of vortex shedding is characterized by a peak in the crosswind spectrum and the buffeting phenomenon appears when there are buildings or obstacles in the windward region. Finally, the results presented here can be helpful in the pre-design of structures with similar configurations, in the comparison and validation for future researches and as a reference in the review of normative codes. Emphasis is given to the importance of wind tunnel testing, which allows the designer to simulate all loading cases and neighborhood effects with greater precision compared to simplified methods currently contained in codes and standards.

Nos últimos anos cresceu o interesse por construir edifícios cada vez mais altos, os quais estampam o poderio tecnológico e econômico das nações. Concomitantemente as estruturas se tornaram mais esbeltas e flexíveis e os fenômenos dinâmicos oriundos da ação do vento, que em edificações baixas não representam grande relevância no carregamento, começam a surgir e apresentar seus efeitos. Desta maneira, é importante conhecer como se desenvolve o escoamento do ar e a distribuição das pressões no entorno destas estruturas. Neste trabalho, caracteriza-se aerodinamicamente, através de dados oriundos de ensaios em túnel de vento, dois empreendimentos reais e presentes na engenharia nacional. Os carregamentos foram gerados através da integração simultânea de pressões e transformados em espectros de força, os quais auxiliam na visualização da energia cinética contida nas rajadas, na ocorrência de desprendimento cadenciado de vórtices, martelamento e na influência que as edificações vizinhas apresentam no escoamento. A análise é realizada local e globalmente, possibilitando verificar em que “zona”, ou faixa de altura, é mais significante para o carregamento da estrutura como um todo. O fenômeno de desprendimento de vórtices é caracterizado por um pico no espectro transversal à incidência do vento. Quando existem edificações ou obstáculos na região a barlavento, a estrutura pode ser martelada até a altura média destes obstáculos. Por fim, os resultados aqui apresentados podem servir de auxílio no pré-dimensionamento de estruturas com configurações similares, como comparativo e validação para pesquisas futuras e como referencial na elaboração de códigos normativos referentes ao tema. Destaca-se a importância de ensaios em túnel de vento, principalmente quando a estrutura a ser analisada possui um detalhamento arquitetônico complexo. Estes ensaios permitem ao projetista simular todos os casos de carregamento e os efeitos de vizinhança com maior confiabilidade e precisão em relação a métodos simplificados contidos, atualmente, em códigos e normas. / In recent years many high-rise buildings have been built, which are a way to represent the economic and technological power of nations. Concomitantly, the structures have become slender and more flexible, and the dynamic phenomena of wind, which in low buildings do not represent a great relevance in the loading, start to show their effects. In this way, it is extremely important to know how the wind flow and the pressure distribution occur around these structures. In this research, two real projects, present in the national engineering, are characterized aerodynamically through data from wind tunnel tests. The loadings were processed through the simultaneous integration of pressures and transformed into force spectra, which aid in the visualization of the kinetic energy contained in the bursts, in the occurrence of vortex shedding, buffeting and the influence of the neighboring buildings on the wind flow. The analysis is performed locally and globally, making it possible to verify which "zone", or height range, is more significant to the loading of the structure as a whole. It can be seen that the phenomenon of vortex shedding is characterized by a peak in the crosswind spectrum and the buffeting phenomenon appears when there are buildings or obstacles in the windward region. Finally, the results presented here can be helpful in the pre-design of structures with similar configurations, in the comparison and validation for future researches and as a reference in the review of normative codes. Emphasis is given to the importance of wind tunnel testing, which allows the designer to simulate all loading cases and neighborhood effects with greater precision compared to simplified methods currently contained in codes and standards.

[pt] Este trabalho está inserido em uma linha de pesquisa do Tecgraf/PUC-Rio de projeto de unidades flutuantes, tais como navios e plataformas. Nesta linha de pesquisa, é desenvolvido o programa gráfico Sstab, para análise e projeto de estabilidade estática de unidades flutuantes. Estabilidade de unidades flutuantes é um critério fundamental em um projeto naval. Para aprovar um projeto naval é necessário satisfazer vários critérios, entre estes, a obtenção da situação de equilíbrio da unidade quando submetida às situações de carregamento, a avaliação satisfatória dos cálculos das solicitações de vento, a avaliação satisfatória da curva de estabilidade limite e a avaliação satisfatória dos planos de borda livre da unidade. O principal objetivo deste trabalho foi implementar no Sstab procedimentos necessários para realização de verificações de projeto de forma integrada e automática. Essas tarefas são divididas em quatro passos distintos, cada um dependente da antecessor: Definição automática de carregamento ótimo; Cálculo das solicitações de vento usando hardware gráfico; Definição da curva de estabilidade limite; Definição integrada dos planos de borda livre e integridade estanque do casco. Especificamente, este trabalho tem por objetivo explicar os critérios e algoritmos inerentes a cada um desses passos. / [en] The work done is about a research of floating units, as ships and platforms, conducted by Tecgraf/ PUC-Rio. In this line of research, the Sstab program was developed to do the analysis of static stability of floating units. Stability of floating units is a fundamental criterion in developing a naval project. For a project to be approved, there are several criterions that it must satisfy. Among these criterions, the unit must get to an equilibrium position for all possible loading conditions and a satisfactory behavior when put under wind and stream forces situations. The evaluation of the model´s KG Max curve must have a satisfactory result and its Beach Line computed and approved. The main objective of this work was to implement in the Sstab program the necessaries algorithms to automatic execute these verifications. There are four main steps to this work: A sequential linear algorithm for automatic loading of a floating unit; An algorithm to compute wind forces by using a graphic hardware; An algorithm to automatic compute the KG Max curve; An automatic computation of the Beach Lines and classification of the opening points of the unit. This document will explain the criterions adopted and the algorithms for each step above.

The continuing scaling of integrated circuits beyond 22nm technology node poses increasing challenges to Electromigration (EM) reliability for Cu on-chip interconnects. First, the width of Cu lines in advanced technology nodes is less than the electron mean free path which is 39nm in Cu at room temperature. This is a new size regime where any new scaling effect on EM is of basic interest. And second, the reduced line width necessitates the development of new methods to analyze the EM characteristics. Such studies will require the development of well controlled processes to fabricate suitable test structures for EM study and model verification. This dissertation is to address these critical issues for EM in Cu interconnects. The dissertation first studies the initial void growth under EM, which is critical for measurement of the EM lifetime and statistics. A method based on analyzing the resistance traces obtained from EM tests of multi-link structures has been developed. The results indicated that there are three stages in the resistance traces where the rate of the initial void growth in Stage I is lower than that in Stage III after interconnect failure and they are linearly correlated. An analysis extending the Korhonen model has been formulated to account for the initial void formation. In this analysis, the stress evolution in the line during void growth under EM was analyzed in two regions and an analytic solution was deduced for the void growth rate. A Monte Carlo grain growth simulation based on the Potts model was performed to obtain grain structures for void growth analysis. The results from this analysis agreed reasonably well with the EM experiments. The next part of the dissertation is to study the size effect on the electron wind force for a thin film and for a line with a rectangular cross section. The electron wind force was modeled by considering the momentum transfer during collision between electrons and an atom. The scaling effect on the electron wind force was found to be represented by a size factor depending on the film/line dimensions. In general, the electron wind force is enhanced with increasing dimensional confinement. Finally, a process for fabrication of Si nanotrenches was developed for deposition of Cu nanolines with well-defined profiles. A self-aligned sub-lithographic mask technique was developed using polymer residues formed on Si surfaces during reactive ion etching of Si dioxide in a fluorocarbon plasma. This method was capable to fabricate ultra-narrow Si nanotrenches down to 20nm range with rectangular profiles and smooth sidewalls, which are ideal for studying EM damage mechanisms and model verification for future technology nodes. / text

The thesis deals with a description and a static and dynamic analysis for an existing construction of lookout tower. The steel watchtower is located in Město Albrechtice and is made up of two lattice towers connected by a bridge. Main point was to create calculation models for the purpose of dynamic and static analysis, in the software SCIA Engineer 19.1, which is based on the principle of finite element method. Attention was paid to load created by winds according to Eurocode 1 and Eurocode 3, glaze and rime ice load and dynamic coefficient calculation. The thesis also includes an assesment of selected parts of the construction according to Eurocodes.