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[en] ENVIRONMENTAL AND THERMOECONOMIC ANALYSIS OF A WASTE-TO-ENERGY FACILITY: CASE STUDY OF ZABALGARBI/BILBAO PLANT ADAPTED TO THE BRAZILIAN REALITY / [pt] ANÁLISE TERMOECONÔMICA E AMBIENTAL DE UMA USINA DE APROVEITAMENTO ENERGÉTICO DE RESÍDUOS SÓLIDOS URBANOS: ESTUDO DE CASO DA PLANTA DE ZABALGARBI/BILBAO ADAPTADA PARA A REALIDADE BRASILEIRA

MARIA LUISA NERYS DE M CARNEIRO 24 June 2016 (has links)
[pt] A disposição final de resíduos sólidos urbanos, em aterros ou lixões, é um problema das grandes cidades. A utilização do lixo urbano em processos de tratamento térmico com recuperação energética vem ao encontro da busca de fontes alternativas, preferencialmente as renováveis, para a geração de energia. Assim, usinas de incineração com reaproveitamento de energia vêm sendo apresentadas como uma solução tanto para o destino do lixo quanto para a diversificação da matriz energética. Além disso, a prática da incineração proporciona máxima redução da massa e volume e inertização do lixo, estando o aproveitamento energético de resíduos (Waste-to-Energy) dentre as alternativas mais coerentes para a gestão de resíduos sólidos municipais. No Brasil, práticas como esta ainda são incipientes, porém apresentam grande potencial de estudo para aplicações nos centros urbanos em um futuro próximo. O presente trabalho apresenta uma proposta de uma usina lixo-energia, aplicável ao município do Rio de Janeiro, baseada na planta de Zabalgarbi/Bilbao (Espanha), que funciona em ciclo combinado a gás natural e incinera resíduos, aproveitando seu conteúdo energético para produzir eletricidade. Uma análise energética e exergética é realizada juntamente com uma estimativa do custo de geração de eletricidade, influenciada por um indicador de ecoeficiência que leva em consideração as emissões atmosféricas. Como conclusão, mostra-se a capacidade do sistema proposto em destinar os resíduos sólidos urbanos e atender a demanda elétrica do município do Rio de Janeiro/Brasil a um custo competitivo. / [en] The final disposal of municipal solid waste in landfills or dumps is a regular problem to the big cities. The use of municipal waste in processes of thermal treatment with energy recovery meets the search for alternative and renewable sources of energy production. Thus, energy recovery incineration facilities are being presented as a solution to both the waste disposal problem and the growing energy demand in the cities. Additionally, incineration provides the maximum reduction of mass, volume and dangerousness of the waste and the waste-to-energy practice stands out among the most coherent alternatives for municipal solid waste management in the world. In Brazil, however, it is still incipient and therefore presents a great potential for feasibility and application studies in the urban centers. This work presents a proposal of a waste-to-energy facility that could operate in the city of Rio de Janeiro (Brazil), based on the Zabalgarbi/Bilbao (Spain) plant, which operates in combined cycle fueled by natural gas and urban solid waste and generates electrical power. It is performed an energetic and exergetic analysis along with a cost estimate influenced by an eco-efficiency indicator that takes into account the air pollution emissions. The conclusion shows the capacity of the proposed facility to treat the municipal solid waste of Rio de Janeiro (Brazil) and supply its electricity demand with a competitive cost.
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[en] A THREE-DIMENSIONAL PIPE BEAM FINITE ELEMENT FOR NONLINEAR ANALYSIS OF MULTILAYERED RISERS OND PIPELINES / [pt] UM MODELO DE ELEMENTOS FINITOS DE PÓRTICO TRIDIMENSIONAL PARA ANÁLISE NÃO-LINEAR DE RISERS E DUTOS COM MULTICAMADAS

LUDIMAR LIMA DE AGUIAR 26 February 2019 (has links)
[pt] Neste trabalho, o comportamento tridimensional de tubos multicamadas com escorregamento entre camadas, sob grandes deslocamentos, para aplicação em análise global de risers e dutos é avaliado. Foi desenvolvido um novo elemento finito, considerando o modelo de viga de Timoshenko em cada camada. O elemento contempla os graus de liberdade axial, flexional e torcional, todos variando ao longo do elemento de acordo com as funções de interpolação de Hermite: carregamentos axial e torcional constantes e momentos fletores lineares. As deformações de cisalhamento também foram consideradas na formulação do elemento através de graus de liberdades generalizados, constantes ao longo do elemento. A formulação também considera modelos de contato não-lineares para representar várias possibilidades de atrito entre camadas, através da representação apropriada da relação constitutiva para as tensões de cisalhamento no material adesivo. O trabalho também apresenta os carregamentos hidrostáticos e hidrodinâmicos devidos aos fluidos interno e externo, atuando nos graus de liberdade das respectivas camadas. As forças de arrasto e de inércia devidas ao fluido externo foram calculadas através da fórmula de Morison. As matrizes de massa e amortecimento, associadas a cada camada do elemento, são obtidas através da consideração das respectivas contribuições na expressão do trabalho virtual desenvolvido pelo carregamento externo. O elemento finito desenvolvido permite a representação numérica de risers com camadas aderentes ou não aderentes, incluindo os efeitos de pequenos deslocamentos entre camadas. O problema de interação solo-estrutura também é tratado neste trabalho, sendo que dois modelos de contato entre o solo e o duto são propostos. A formulação do elemento e o seu desempenho numérico são avaliados através de alguns exemplos de aplicação e os resultados são comparados com outros resultados numéricos ou analíticos disponíveis na literatura. Os resultados mostram que o novo elemento é uma solução simples, robusta e confiável para análise de tubos em multicamadas. / [en] This work addresses the behavior of three-dimensional multilayered pipe beams with interlayer slip condition, under general three-dimensional large displacements, in global riser and pipeline analysis. A new finite element model, considering the Timoshenko beam for each element layer, has been formulated and implemented. It comprises axial, bending and torsional degrees-of-freedom, all varying along the element length according to discretization using Hermitian functions: constant axial and torsional loadings, and linear bending moments. Transverse shear strains due to bending are also considered in the formulation by including two generalized constant degrees-of-freedom. To represent various friction conditions between the element layers, nonlinear contact models are considered. These conditions are accounted in the model through a proper representation of the constitutive relation for the shear stresses behavior in the binding material. Derivations of hydrostatic and hydrodynamic loadings due to internal and external fluid acting on respective element layers are presented. The drag and inertia forces due to external fluid are calculated by using the Morison equation. Mass and damping matrices, associated to each element layer, are properly derived by adding their respective contributions to the expression of the virtual work due to external loading. The FE implementation allows for the numerical representation of either bonded or unbonded multilayered risers, including small slip effects between layers. Effects of the pipe-soil interaction are also addressed in this work with two contact models considering either no or full interaction between friction forces in longitudinal and lateral directions, respectively. The element formulation and its numerical capabilities are evaluated by some numerical testing, which are compared to other numerical or analytical solutions available in the literature. These tests results show that the proposed element provides a simple yet robust and reliable tool for general multilayered piping analyses.
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[en] QUALITY PERCEPTION IN JOINERY SERVICES / [pt] PERCEPÇÃO DA QUALIDADE DE SERVIÇOS DE MARCENARIA

OTAVIO MARIANO MARTINS DE SOUZA 13 March 2003 (has links)
[pt] A medição da percepção da qualidade de serviços de marcenaria é um tema muito pouco estudado pelos pesquisadores, embora essa seja uma área de negócios com grande potencial de crescimento e muitas vezes administrada de maneira intuitiva pelos próprios artesãos. Como a análise da literatura concernente ao desenvolvimento de modelos medindo a percepção da qualidade de serviços demonstra a existência de controvérsia entre os principais autores e a conseqüente dificuldade em obter um modelo global e consensual, optamos por desenvolver um modelo específico para o contexto em questão. Assim, definimos os atributos -confiabilidade, tangibilidade, atendimento e preço- e seus respectivos níveis -três-, e os utilizamos em uma pesquisa sobre percepção da qualidade de serviços de marcenaria. Por meio da análise conjunta revelamos a importância relativa dos atributos, com destaque para a confiabilidade e para o atendimento; bem como a utilidade de cada atributo em seus respectivos níveis. Relatórios de análise da evolução da importância relativa e da utilidade com relação às características socioeconômicas dos participantes da pesquisa revelaram tendências de diferenças relacionadas a tais variáveis, que podem funcionar como indicadores da existência de possíveis segmentos de mercado. Obtivemos altos valores de correlação linear e significância da análise conjunta, o que indica que o modelo tem um alto poder preditivo da preferência entre opções de serviços compostos por diferentes níveis dos atributos em questão e é estatisticamente significativo. Já a análise de clusters não permitiu a definição clara de segmentos de consumidores, muito melhor demonstrados pelos relatórios anteriormente citados. Os resultados deste trabalho podem orientar os administradores de marcenarias a estabelecer combinações ótimas de atributos e seus níveis a serem oferecidos ao consumidor; gerenciar de maneira efetiva esses atributos; estabelecer níveis de preços; segmentar mercados e posicionar seus serviços, desenvolvendo programas de marketing adequados; e ainda fazer análises competitivas e avaliar como os consumidores atribuem valor ao serviço; sem perder de vista a viabilidade de execução e prestação lucrativa do serviço. Sugerimos ainda a aplicação do modelo aqui desenvolvido em outros contextos de serviços, de maneira a testar sua aplicabilidade e adequação a outras áreas de negócios. / [en] The measurement of quality perception in joinery services is an area that has, so far, inspired very few marketing research studies, although it is a business with a great growth potential, which has been often managed in an intuitive manner by the artisans themselves. The models for analysing services quality perceptions, as developed by the main authors in the field, have not been easily accepted and, consequently, there has been some difficulty in building a more global and consensual model. For this reason, we have chosen to develop a specific model, that would fit the context studied, which includes attributes - trustfulness, tangibility, consumer servicing and price- and their levels -three-. Using such attributes we studied the perception of quality in joinery services. Performing conjoint analysis we found the relative importance given to each attribute, emphasizing trustfulness and consumer service as well as the utility of each attribute in its respective level. Reports comparing the relative evolution of the importance and utility according to respondents` social and economic features revealed different trends related to such variables that may indicate potential market segments. We obtained high values of linear correlation and observed conjoint analysis significance, indicating that the model itself has a high predictive power of showing preference for options of services composed of different attribute levels, and is statistically significant. On the other hand, the clusters analysis did not provide a clear identification of consumer segments, which were better shown in the reports previously mentioned. The results of this study may guide joinery managers to develop ideal attribute level combinations to be offered to the consumer; as well as effective ways to manage these attributes; settle price levels; identify market segmentation and target their services, developing adequate marketing programs; and in addition, perform competitive analysis and also estimate how consumers assess services; at the same time keeping in mind the feasibility of execution and maintaining desirable profit levels. We suggest the application of this new developed model in different service business areas, so as to test its applicability and adequacy.
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[en] ANALYSIS AND DEVELOPMENT OF AN ROBOTIC MANIPULATOR TO STORAGE OF STANDARDIZED CONTAINERS / [pt] ANÁLISE E DESENVOLVIMENTO DE UM MANIPULADOR ROBÓTICO PARA ARMAZENAMENTO DE VOLUMES PADRONIZADOS

JOEL VIEIRA DOS SANTOS JUNIOR 05 November 2002 (has links)
[pt] Grande parte das indústrias e do comércio atacadista e varejista, depara-se com problemas referentes à estocagem de seus produtos em galpões. Visando otimizar as operações de armazenamento e recuperação destes produtos (livros, remédios, CDs, caixas, pallets etc) e melhorar a utilização dos espaços vagos, foi idealizado o desenvolvimento de um protótipo que busca funcionalidade operativa associada a baixo custo.O presente trabalho consiste na construção de um manipulador robótico, controlado através da porta paralela de um microcomputador e composto por guias lineares estruturais, fixadas a um módulo de armazenamento com escaninhos. Para a execução dos movimentos é utilizada a tecnologia de motores de passo, onde dois motores horizontais efetuam os movimentos na coordenada X e um motor vertical, na coordenada Y. Um mecanismo de garras, acionado por motoredutor, foi desenvolvido para a captação dos volumes padronizados (containers). Finalmente, um programa para gerenciamento dos movimentos também foi implementado, com o objetivo de minimizar as operações do manipulador. / [en] A great part of the industry and of the wholesaler and retailer commerce sector, is dealing with some problems related to the storage of their products in sheds. The development of this prototype was initiated in order to improve the products (books, medicines, CDs, boxes, pallets) storage / recovery operations and the use of the vacant spaces. This development also searched to satisfy functionality associated to the low cost. The presented work is based upon the construction of a robotic manipulator. It is controlled by the computer parallel port and composed by structural linear guides that are fixed on a storage module with small partitions, similar to drawers. The movement execution uses the technology of step motors. Two horizontal motors execute the coordinate X movements, and a vertical motor executes the coordinate Y movements. It was developed a end effector mechanism, activated by a motor reducer, in order to capture the standardized containers. It was also implemented a program for the movements management. It looks for the reduction of the manipulator operations. The document s finalization shows and comments the obtained results.
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[en] OPTIMAL DESIGN OF PLANAR FRAMES WITH STABILITY CONSTRAINTS. / [pt] PROJETO ÓTIMO DE PÓRTICOS PLANOS COM RESTRIÇÃO À FLAMBAGEM

ANDERSON PEREIRA 11 March 2003 (has links)
[pt] O objetivo deste trabalho é apresentar uma formulação e uma correspondente implementação computacional para otimização de dimensões de estruturas evitando os problemas de instabilidade apresentados pela formulação convencional. Para atingir este objetivo, a formulação utilizada considera os efeitos da não-linearidade geométrica no comportamento da estrutura e inclui uma restrição sobre a carga de colapso. Elementos finitos reticulados planos e a formulação Lagrangiana Atualizada forma utilizados para análise de estruturas com comportamento geometricamente não- linear. As varáveis de projeto são as alturas das seções transversais dos elementos. O método de Newton-Raphson é utilizado acoplado a diferentes estratégias de incremento de carga e de iteração,tais como as que utilizam a restrição do comprimento de arco e as baseadas no controle dos deslocamentos generalizados, que permitem a ultrapassagem de pontos críticos que possam existir ao longo da trajetória de equilíbrio. Os algoritmos de programação matemática utilizados neste trabalho empregam os gradientes da função objetivo e das restrições, que são calculados com base nos gradientes das respostas da estrutura. Partindo-se das equações gerais de equilíbrio válidas para qualquer elemento, foram desenvolvidas expressões analíticas aproximadas que permitem o cálculo das sensibilidades em relação as variáveis de projeto aproveitando as características da análise. / [en] The aim of this work is to present a formulation and corresponding computational implementation for the sizing optimization of structures. To achieve this goal, the formulation considers the structural geometric nonlinear behavior and include a constraint related to the collapse load. Plane frame finite elements and Updated Lagrangian approach are used for the geometric nonlinear analysis. The standard Newton-Raphson method, in connection with different load increment strategies and iteration, such as use the arch length method and strategies based on the control of generalized displacements, which allow the algorithm to transpose the critical points that happen to appear along the equilibrium path. The mathematical programming algorithms applied in this work make use of the gradients of the objective function and of the constraints, which depend on the gradients of the structural response. Starting from general equilibrium equations for the Update Lagrangian approach, valid for any finite element, approximate analytical expressions for the sensitivity analysis whit respect of design variables were developed taking advantage of the structural characteristics.
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[en] CORPORATE SOCIAL RESPONSIBILITY AND FIRM PERFORMANCE: A CASE STUDY FROM THE BRAZILIAN ELECTRIC SECTOR / [pt] RESPONSABILIDADE SOCIAL EMPRESARIAL E PERFORMANCE FINANCEIRA: UM ESTUDO DE CASO DO SETOR ELÉTRICO BRASILEIRO

ERICK MEIRA DE OLIVEIRA 19 January 2016 (has links)
[pt] Os estudos acerca da relação entre desempenho socioambiental e desempenho financeiro das firmas tem ganhado considerável destaque nos últimos anos, refletindo o interesse cada vez maior de investidores em aspectos sociais, ambientais, éticos e governamentais das organizações. A literatura nesse campo é vasta, porém bastante contraditória. Além disso, a falta de critérios consistentes para se mensurar o desempenho socioambiental das empresas figura como principal argumento contra a veracidade das pesquisas empíricas voltadas para esse tema. Através de uma abordagem diferenciada, na qual o desempenho socioambiental é estimado dentro de um contexto multidimensional que considera informações dos relatórios sociais das firmas, esse trabalho busca analisar o desempenho financeiro de empresas socioambientalmente responsáveis do setor elétrico brasileiro, comparando-as com as demais integrantes do setor. Para tanto, uma primeira seleção é feita através de um modelo de Análise Envoltória de Dados, que busca mensurar a eficiência socioambiental das empresas com base em informações de seus balanços sociais. De posse desses resultados, propõe-se a formação de três grupos distintos: um primeiro formado apenas por empresas com os melhores desempenhos socioambientais; um segundo grupo que inclui empresas com desempenhos moderados, mas que também divulgaram resultados sociais durante o período de formação de carteiras; e um terceiro grupo que envolve todas as empresas que não divulgaram nenhuma informação socioambiental nos últimos anos. Em seguida, são montadas diversas carteiras teóricas para cada grupo de empresas, com composições diferenciadas de ativos de acordo com diferentes cenários. Essas carteiras são, então, comparadas segundo métricas específicas de avaliação de performance financeira. A amostra engloba um total de 36 companhias do setor elétrico brasileiro, analisadas entre os anos de 2009 a 2013. Os resultados, tanto da análise ex-post como da análise ex- ante, permitem constatar que as carteiras do primeiro grupo são claramente superiores, em termos de maiores prêmios de risco e menores probabilidades de perdas, às integrantes do segundo grupo e essas, por sua vez, dominam aquelas do último grupo. Dessa forma, pode-se inferir que houve, de fato, uma relação positiva entre desempenho socioambiental e desempenho financeiro das empresas do setor elétrico brasileiro nos últimos anos. / [en] Research on the outcomes of Corporate Social Responsibility (CSR) on firm performance have garnered much interest in recent years, reflecting investors growing awareness of social, environmental and corporate governance issues. The literature in this field, though vast, is littered with contradictory evidence. In addition, most studies lack a coherent set of metrics to assess CSR. Using a differentiated approach, in which firms social responsibilities are evaluated within a multidimensional framework considering information from their annual social reports, this work aims to examine the relationship between CSR and firm performance in the Brazilian electric sector in recent years. The analysis is conducted in two basic steps: first, the Brazilian electric companies are classified according to the information disclosed from their social reports using a Data Envelopment Analysis Model. Then, several portfolios are formed based on firms Environmental, Social and Governance (ESG) performances and are subsequently assessed using different financial metrics. The sample comprises a total of 36 electric companies and the time period of the analysis spans from 2009 to 2013. The results from both ex-post and ex-ante evaluations clearly indicate that portfolios comprising assets from firms with the best ESG practices not only offered the highest excess returns per unit of risk but also presented the lowest probabilities of large losses during the analysis period. In addition, firms that presented lower ESG performances but also released social reports during the years of portfolio formation performed significantly better than firms that did not disclose any social information within this time span.
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[pt] SIMULAÇÃO TERMOECONÔMICA DE UM SISTEMA HÍBRIDO DE GERAÇÃO FOTOVOLTAICA COM COGERAÇÃO ACOPLADO À REDE ELÉTRICA / [en] THERMOECONOMIC SIMULATION OF A HYBRID SYSTEM OF PHOTOVOLTAIC GENERATION WITH COGENERATION COUPLED TO THE GRID

11 November 2021 (has links)
[pt] O presente trabalho teve como objetivo a elaboração de um modelo para simulação dos custos de implantação e operação de um sistema de cogeração operando em paralelo com um sistema de geração de energia elétrica fotovoltaica e com a rede de energia elétrica da concessionária distribuidora com base nos consumos médios horários mensais de energia elétrica e térmica para condicionamento de ar. O modelo contém um pequeno banco de dados com as especificações técnicas dos principais componentes do sistema para seu dimensionamento e para a realização dos cálculos energéticos em função das demandas médias horárias mensais do consumidor com o objetivo de determinar os custos de operação médios horários mensais do sistema e, consequentemente, dos custos de operação médios anuais. Simulou-se o caso hipotético de um shopping center na cidade do Rio de Janeiro com área total construída de 75.000 metros quadrados divididos em 03 andares, estimando sua curva de demanda de energia elétrica e de energia térmica para condicionamento do ar. Os resultados da simulação mostram que o sistema simulado apresenta viabilidade econômica pela economia gerada com a redução dos custos em diversos cenários simulados, fornecendo subsídios técnicos e econômicos para a tomada de decisão do consumidor para a realização do investimento no sistema de cogeração e de energia fotovoltaica em paralelo com a rede de energia elétrica como autoprodutor. / [en] This work aimed at the development of a simulation model of performance and costs of a cogeneration system working in parallel of a photovoltaic generation plant and the energy grid based on average monthly hourly demand profiles of electric energy and cooling energy as chilled water. The model contains a small database with the technical specifications of the major system components for your design and to do the energy calculations based on the average monthly hourly demand profiles in order to determine the hourly average operating costs of the system and the average annual operating costs. A hypothetical case of a shopping mall situated in the city of Rio de Janeiro with 75,000 square meters as total built área was simulated and its average hourly demand profile of electricity and termal energy as chilled water was estimated. The results showed that the savings generated by the reduction of costs of the simulated system is economically feasible for various simulated scenarios.The model results provide grants for technical and economic decision of the consumer to make investment in cogeneration cogeneration system and photovoltaic plants operating in parallel of the energy grid as self producer.
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[pt] ANÁLISE TERMOMECÂNICA DO DANO EM MATERIAIS QUASE-FRÁGEIS / [en] THERMOMECHANICAL ANALYSIS OF DAMAGE IN QUASE-BRITTLE MATERIALS

ILAMES JORDAN GAMA DE MORAES 19 April 2022 (has links)
[pt] A previsão do comportamento de materiais quase-frágeis desde o início de sua degradação até o aparecimento de fraturas pode ser apoiada pelo o uso da mecânica do dano contínuo. Efeitos térmicos, além de mecânicos, podem apresentar contribuição significativa na resposta do material e da estrutura. Nesse sentido, o acoplamento entre os distintos ramos da física descrevem a livre conversão da energia em suas diversas formas. O presente trabalho trata do acoplamento térmico em problemas de dano em materiais quase frágeis, em que são abordados o modelo de dano isótropico e os critério de danificação, bem como leis de evolução do dano térmico e mecânico. Além disso, aspectos inerentes à termodinâmica e transferência de calor são explicitados. O efeito térmico na análise estrutural inicia-se com uma investigação sobre os requisitos para que variações de temperatura produzam tensões térmicas e prossegue com um estudo do efeito no material, que reduz as propriedades de módulo de elasticidade, resistência à tração e à compressão além da energia de fratura. No entanto, a modelagem em elementos finitos da degradação da rigidez da estrutura devido ao processo de dano apresenta problemas de dependência da malha, que requerem o uso de técnicas de regularização da solução. Esse tópico é também abordado no trabalho. Exemplos numéricos demonstram os efeitos do acoplamento termomecânico na previsão da integridade de estruturas de materias quase-frágeis. / [en] Predicting the behavior of almost brittle materials in face of material degradation up to fracture is a topic that can be addressed with the use of continuous damage mechanics. Thermal effects, in addition to mechanical ones, may contribute significantly to the structural and material response. In this sense, the coupling between the different branches of physics takes into account the free conversion of energy in its various forms. The present work is about the thermal-mechanical coupling in in quasi-brittle materials, in which the isotropic damage model and the damage criteria are addressed, as well as the laws of evolution of thermal and mechanical damage. In addition, aspects inherent to thermodynamics and heat transfer are explained. The thermal effect in the structural analysis begins with an investigation of the requirements for temperature variations to produce thermal stresses and follows with a study of the effect of temperature on the material, which affects the elasticity module, the tensile and compression strength, in addition to the fracture energy. However, finite element modeling of stiffness degradation due to the damage process leads to problems of dependence on the mesh, which requires the use of regularization techniques, as addressed in this work. Numerical examples demonstrate the effects of thermo-mechanical coupling in the assessment of structure integrity.
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[pt] ANÁLISE DINÂMICA NÃO LINEAR DE PÓRTICOS COM BASE ELASTO-PLÁSTICA SOB AÇÃO SÍSMICA / [en] NONLINEAR DYNAMIC ANALYSIS OF FRAMES WITH ELASTO-PLASTIC BASE UNDER SEISMIC EXCITATION

LUIS FERNANDO PAULLO MUNOZ 11 October 2016 (has links)
[pt] A resposta dinâmica de sistemas estruturais não lineares tem sido um item de grande interesse nas pesquisas em engenharia civil. Problemas onde há interação base flexível-estrutura são de grande importância na análise estrutural, já que a maioria das estruturas civis é apoiada sobre sistemas flexíveis (solo ou sistemas de apoio com dissipação de energia). Nesta área, o estudo de sistemas submetidos a ações sísmicas é um tópico relevante, já que estas solicitações têm um grande conteúdo de frequências, o que pode influenciar consideravelmente as respostas da estrutura. Neste contexto, o conhecimento da resposta em frequência de estruturas não lineares sob uma excitação de base é uma ferramenta útil para avaliar os potenciais efeitos de ações sísmicas sobre estes sistemas. Na presente tese é desenvolvida uma metodologia de análise não linear dinâmica de sistemas estruturais reticulados sob excitações de base, considerando não linearidade geométrica e apoios flexíveis, representados por molas unidimensionais, com comportamento elasto-plástico. Através de uma análise paramétrica é avaliada a variabilidade das respostas de sistemas esbeltos submetidos a ações sísmicas reais, sismos artificiais, assim como ações sísmicas sucessivas. O problema no espaço é resolvido pelo método dos elementos finitos. Para a análise em frequência, é apresentada uma metodologia baseada no método do balanço harmônico e no método de Galerkin, juntamente com técnicas de continuação para a obtenção das curvas de ressonância não lineares. O problema no tempo é abordado através da integração das equações de movimento pelos métodos de Runge-Kutta e Newmark, associado ao método de Newton-Raphson. / [en] The dynamic response of nonlinear structures has been a topic of interest in civil engineering research. Problems in which base-structure interaction is present have a great importance in structural analysis, since most structures rests on flexibel systems (soil or supports with dissipation). In this research area, the study of structures under the action of seismic loads represent a relevant topic, since this kind of excitations may excite several vibration modes and thus influence strongly the dynamic response. In this context, the prediction of the nonlinear structural behavior in frequency domain of structures under base excitation is a useful resource to assess the potential effects of sismic loads on these systems. In this thesis, a methodology for nonlinear dynamic analysis of plane frame structures under base excitation is presented considering geometric nonlinearity and elastic supports represented by elasto-plastic unidimensional springs. Trough a parametric analysis, the variability of the dynamic responses of slender structural systems under the actions of real earthquakes, synthetics earthquakes, as well as the action of multiple earthquakes is assessed. The structural systems here analyzed are discretized in space using a nonlinear finite element formulation. For the response in frequency domain, a scheme based on the Balance Harmonic Method and the Galerkin method, in conjunction with continuation methods, is formulated to obtain the nonlinear resonance curves. The nonlinear dynamic response in the time domain is calculated by direct integration of the equations of motion. For this, the Runge-Kutta method and the Newmark method in association with the iterative Newton-Raphson scheme are employed.
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[pt] ESTABILIDADE DE ENCOSTA NÃO SATURADA DO CAMPUS DA PUC-RIO NA GÁVEA / [en] UNSATURATED SLOPE STABILITY OF THE PUC-RIO CAMPUS IN GAVEA

JOAO VICENTE FIGUEIRA L DE MENEZES 30 April 2020 (has links)
[pt] No estado do Rio de Janeiro, os movimentos de massa em encostas passaram a representar um dos problemas mais importantes em geotecnia devido ao seu relevo acidentado, forma de ocupação e condições climáticas rigorosas. Visando identificar uma alternativa para avaliar encostas usando métodos não invasivos que possibilitem o trabalho em locais de difícil acesso, com rapidez e aquisição contínua de dados, neste trabalho é exposto uma análise teórica e prática deste processo de avaliação utilizando métodos geofísicos e o monitoramento contínuo da água no solo por meio de sensores. Os levantamentos geofísicos com uso do georadar e da análise multicanal de ondas superficiais para investigação da estratigrafia da encosta estudada, possibilitaram a identificação de três camadas: solo maduro, solo residual jovem e rocha. Para o monitoramento contínuo, são usados sensores de umidade volumétrica, sucção e um pluviômetro durante um período de 6 meses com a coleta de dados a cada 10 minutos. Com a interpretação dos dados coletados, verificou-se uma boa funcionalidade do monitoramento para avaliar as respostas de sucção e umidade volumétrica ao longo de períodos com intervalos irregulares de chuva. Os dados de precipitação e estratigrafia identificados são usados nas análises de infiltração e estabilidade saturada e não saturada, que possibilitaram a identificação de seções críticas com fator de segurança abaixo de 1,5, onde são necessárias intervenções para garantir a segurança da vizinhança. / [en] In the state of Rio de Janeiro, mass movements on slopes have become one of the most important geotechnical problems due to their rugged terrain, occupation and harsh weather conditions. In order to identify an alternative to evaluate slopes using non-invasive methods that enable work in hard to reach places, with rapid and continuous data acquisition, this paper presents a theoretical and practical analysis of this evaluation process using geophysical methods and continuous monitoring ground water through sensors. Geophysical surveys using georadar and multichannel analysis of surface wave to investigate the stratigraphy of the studied slope, allowed the identification of three layers: mature soil, young residual soil and rock. For the continuous monitoring, volumetric humidity and suction sensors and a rain gauge are used for a period of 6 months with data collection every 10 minutes. With the interpretation of the collected data, a good monitoring functionality was verified to evaluate the suction and volumetric humidity responses during periods with irregular rain intervals. The identified precipitation and stratigraphy data are used in the infiltration and saturated stability analyzes, which allowed the identification of critical sections with safety factor below 1.5, where interventions are necessary to ensure the safety of the neighborhood.

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