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[en] ASSESSMENT OF PERFOBOND CONNECTOR BEHAVIOUR FOR COMPOSITE BEAMS / [pt] AVALIAÇÃO DO COMPORTAMENTO ESTRUTURAL DE CONECTORES PERFOBOND E T-PERFOBOND PARA VIGAS MISTASJULIANA DA CRUZ VIANNA 18 January 2010 (has links)
[pt] As vigas mistas são um exemplo das cada vez mais difundidas estruturas
mistas, e resultam da associação de uma viga de aço com uma laje de concreto
ou mista, ligadas por meio dos conectores de cisalhamento. Dentre os diversos
tipos existentes pode-se citar os pernos com cabeça (stud bolts), perfis C e o
Perfobond. Um conector alternativo foi proposto para estruturas mistas, o TPerfobond,
que deriva do conector Perfobond acrescentando a componente da
mesa, que trabalha como um bloco. Combina portanto a alta resistência do
conector tipo bloco com a ductilidade e resistência ao levantamento dos furos do
Perfobond. Para determinação da sua capacidade resistente foi realizado um
programa experimental envolvendo cinquenta e dois ensaios do tipo push-out
com conectores Perfobond, T-Perfobond e T, um ensaio em escala real e uma
modelagem numérica. Os ensaios push-out estabeleceram a carga máxima e a
capacidade de deformação dos conectores. Procurou-se com o ensaio em
escala real determinar a resistência última da estrutura, o modo de ruína, as
deflexões e as deformações, e validar o comportamento do conector TPerfobond
em uma estrutura real. Os resultados indicaram que o modelo de
plastificação total pode ser adotado para a determinação do momento fletor
resistente em vigas mistas bi-apoiadas com conectores T-Perfobond. Os
modelos numéricos auxiliaram no estudo da capacidade de deformação da mesa
do conector T-Perfobond, e na investigação das vigas com interação total ou
parcial ao cisalhamento. Sob o ponto de vista econômico, um estudo
comparativo dos custos dos conectores Perfobond, T-Perfobond e Studs foi
conduzido e concluiu-se que os conectores Perfobond e T-Perfobond são mais
econômicos em até 33% que os conectores Studs. Dentre as vantagens
estruturais e construtivas de utilizar os tipos de conectores alternativos
destacam-se: a alta resistência, a fácil produção e instalação no perfil de aço
através de solda corrente, e bom comportamento à fadiga. / [en] Steel and composite beams have been extensively used in buildings and
bridges. The component that assures the shear transfer between the steel profile
and the concrete deck, enabling the composite action to develop, is the shear
connector. Among the different types of connectors the headed studs, C sections
and the Perfobond may be referred. An alternative connector has been proposed
for composite structures, the T-Perfobond. The main difference between the
studied Perfobond and T-Perfobond connectors is the presence of a flange,
providing a further anchorage to the system. This connector combines the high
strength of the block connector with ductility and resistance to uplift of the
Perfobond holes. To evaluate their shear capacity an experimental programme
that consisted of fifty-two push-out test and one full-size test, and some numerical
analysis were performed. The push-out tests have established the maximum load
capacity and deformation of the connectors. The full-size test has determined the
composite beam load carrying capacity, typical failure modes, associated
stresses and displacements, and has validated the behaviour of the T- Perfobond
connector in an actual structure. The results indicated that the plastic distribution
can be adopted for T- Perfobond connectors. The numerical analysis helped in
the assessment of the deformation capacity of the T-Perfobond flange connector,
and the investigation of the composite beam with total or partial connection. From
the economic point of view, a comparative study of the cost of Perfobond, TPerfobond
and Studs connectors was conducted and it was concluded that the
Perfobond and T-Perfobond connectors lead to an economy of up to 33% when
comparing to the Studs connectors. Among the structural and constructive
advantages of the use of alternative types of connectors, an high resistance,
easy manufacturing and installation of steel beam by current welding and good
performance to fatigue may be referred.
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[en] EXPERIMENTAL ANALISYS OF A FLUID HEATING BY MICROWAVE IN A RESONANT CYLINDRICAL CAVITY / [pt] ANÁLISE EXPERIMENTAL DO AQUECIMENTO DE FLUIDOS POR MICROONDAS NUMA CAVIDADE RESSONANTE CILÍNDRICAMARIA HELENA FARIAS 01 July 2015 (has links)
[pt] Este trabalho mostra um estudo experimental realizado numa cavidade ressonante cilindra, dentro da qual, através de um tubo concêntrico à mesma, escoam fluídos. Dentro desta cavidade é inserida potência em microondas, que tem por objetivo aquecer o fluido escoante.
Não é trivial prever-se a distribuição do campo elétrico dentro de uma cavidade ressonante, pois a forma geométrica da cavidade, conjuntamente com diversos parâmetros do material nela inserido, para absorver potência em microondas são variáveis que muito influenciam na intensidade e distribuição do campo eletromagnético interno à mesma.
Por isso, ao se aquecer amostras cujas dimensões não permitem analisar-se o grau de absorção de energia através da teoria da perturbação em cavidades, faz-se necessário ema verificação experimental, além da teórica, no estudo do processo.
O objetivo deste trabalho é analisar a influência de perturbações do interior da cavidade, visando-se a possibilidade de otimização prática do aquecimento de fluidos nesta. Tais alterações no interior da cavidade são três hastes metálicas localizadas numa seção transversal da mesma, além da variação do diâmetro externo do tubo pelo qual o fluido a ser aquecido escoará.
O estudo das cavidades, em busca da otimização do aquecimento dentro das mesmas, traz, como retorno, menor desperdício de energia aplicada nestes sistemas de aquecimento. / [en] This work shows an experimental study accomplished on a cylindrical resonant cavity, inside of which, through a tube concentric to it, fluids flow. Inside the cavity is inserted microwave power, whose aim is to heat the flowing fluid.
It s not trivial to foresee the electric field distribution inside a resonant cavity. Its geometric shape, together with several parameters, and the material in it inserted to absorb microwave power are variables that influence on the intensity and electromagnetic field distribution inside de cavity.
Therefore, to heat samples whose dimensions don’t allow the absorption degree of energy through perturbation theory in cavities to be analyzed, it is necessary to verify both experimentally and theoretically all the process on study.
The objective of this work is to analyze the influences of disturbances inside a cavity, seeking the practical possibility of heating optimization of the fluids inside of it. Such modification consists of three metallic stems placed on a transversal section of the cavity, besides the variation of the tubes external diameter where the fluid to be heated will flow.
The cavitie s study, seeking for the optimization of the heating inside of it, has a result less waste of applied energy on these heating systems.
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[pt] DESENVOLVIMENTO DE UM SISTEMA DE PISO MISTO COM VIGA EM PERFIL ALVEOLAR ASSIMÉTRICO / [en] DEVELOPMENT OF A COMPOSITE FLOOR SYSTEM WITH ASYMMETRIC CASTELLATED STEEL BEAMCESAR AUGUSTO DE OLIVEIRA FERRANTE 05 May 2020 (has links)
[pt] Sistemas de piso misto, quando comparados a lajes de concreto armado, são uma solução estrutural mais eficiente e econômica. O comportamento geral desses elementos mistos depende da conexão de cisalhamento entre o aço e a laje de concreto. O sistema de piso misto pré-moldado com aberturas de alma apresenta uma solução eficiente e útil que ajuda a reduzir a altura do piso. Este trabalho relata os resultados de ensaios em escala real de vigas mistas e os ensaios de cisalhamento direto da ligação aço-concreto. Além dos ensaios experimentais, uma análise nãolinear em Elementos Finitos foi conduzida com o objetivo de recalcular os resultados dos ensaios com precisão suficiente usando um conjunto de parâmetros consistente. O sistema de piso misto é composto por uma viga de aço assimétrica parcialmente embutida no concreto, e o mecanismo de transferência de cisalhamento foi estabelecido através de uma inovadora conexão de cisalhamento por aderência, atrito e efeito pino (por armaduras transversais passando através de furos na alma). Os resultados dos ensaios indicaram uma ligação rígida produzida pela aderência e atrito da mesa do perfil embutida no concreto, bem como a possibilidade da viga mista de desenvolver sua capacidade resistente ao momento fletor. O modelo analítico proposto fornece uma maneira eficiente de analisar e projetar vigas mistas com mesa de compressão embutida no concreto da laje. / [en] Composite floor systems, when compared to reinforced concrete slabs, are a more cost-effective structural solution. The overall behaviour of these composite members depends on the shear connection between steel and the concrete encasement. The pre-cast composite flooring system with hollowcore section presents an efficient and useful solution that helps to reduc the flooring height. This thesis reports the results of full-scale tests in composite beams and the associated composite connection push-out tests. In addition to the tests, a nonlinear Finite Element analysis was conducted to recalculate the experimental results with sufficient precision using a consistent set of parameters. The system was composed of a partially encased asymmetric steel beam, and the shear transfer mechanism was established through an innovative shear connection by chemical bonding, friction, and dowel action (by transversal reinforcing bars passing through the web s holes). The tests results indicated that a rigid connection was produced by the chemical bonding and friction of the embedded flange profile in the concrete slab, as well as the composite beam s ability to develop its plastic bending moment capacity. The proposed analytical model provides an efficient way for analysing and designing a composite beam with encased compression flanges.
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[pt] ESTUDO EXPERIMENTAL E NUMÉRICO DE DIFERENTES CONFIGURAÇÕES DO ENSAIO DE TRAÇÃO POR COMPRESSÃO DIAMETRAL / [en] EXPERIMENTAL AND NUMERICAL STUDY OF DIFFERENT CONFIGURATIONS OF THE DIAMETRAL COMPRESSION TENSILE TESTLUIZA CARNEIRO MARINHO 10 January 2022 (has links)
[pt] Esta dissertação trata da realização e comparação das diferentes configurações de aplicação de carga no Ensaio Brasileiro com discos de argamassa cimentícia. Desenvolvido por (Carneiro 1943) o ensaio brasileiro busca avaliar a resistência a tração dos materiais de maneira indireta. As configurações de ensaio estudadas são: aplicação direta de carga, utilização de ripas de madeira entre o disco e a máquina, utilização de tiras de papelão entre o corpo de prova e a máquina, emprego de mordentes de aço envolvendo o disco, utilização de barras de aço entre o disco e a máquina e uma mudança na geometria do disco com cortes retos nas extremidades superior e inferior do mesmo. Para analisar a abertura de fissuras,
fotos foram tiradas ao longo do ensaio. Uma das faces do disco foi caracterizada com padrão pontilhado a fim de possibilitar a análise por meio de correlação digital de imagem (DIC) utilizando-se o programa GOM Correlate. A análise experimental de maneira geral foi satisfatória, exceto os resultados com o uso de mordentes de aço, pois as rigidezes iniciais dos discos ensaiados nessa condição de aplicação de
carga foram bem distintas. Não foi possível a análise da abertura de fissura nos estágios iniciais por DIC. Além dos ensaios brasileiros, foram realizados ensaios de compressão uniaxial para obter as propriedades mecânicas do material, como módulo de elasticidade e coeficiente de Poisson. Realizou-se um estudo numérico para as condições de aplicação direta de carga e com o uso de mordentes de aço, a
fim de avaliar a distribuição de tensões no corpo de prova e comparar com os resultados experimentais. Utilizou-se o programa Abaqus para a simulação numérica de elementos finitos com elementos de contínuo 2D e de interface para permitir a formação de fissuras. Em ambas as configurações de ensaio os resultados
numéricos foram bastante próximos dos resultados experimentais. / [en] This study consists in the realization and comparison of the different configurations of the Brazilian test proposed in the literature. Developed by Carneiro (1943) the Brazilian test seeks to evaluate the tensile strength of materials indirectly. The tested configurations are: direct load application, use of wood slats
between the disc and the machine, use of cardboard strips between the specimen and the machine, use of steel jaws surrounding the disk, use of steel bars between the disk and the machine and a change in the geometry of the disk with straight cuts on the upper and lower ends of the disk. In order to analyze the crack opening, photos were taken throughout test. One of the faces of the specimen was
characterized with a speckled pattern to allow the analysis through the digital correlation of images performed using the GOM Correlate program. Experimental results were generally satisfactory, except for those with steel jaws, since the initial stiffness of the discs tested were quite different. It was not possible to visualize the appearance of cracks in the early stages of the tests through DIC analysis. In
addition to the Brazilian tests, uniaxial compression tests were performed to obtain the mechanical properties of the material, such as modulus of elasticity and Poisson s ratio. A numerical study was performed with the boundary conditions of direct application of load and the use of steel jaws, in order to assess stress distribution and compare with the experimental results. The Abaqus program was
used for numerical simulation. The disks were modeled with 2D continuum elements and interface elements represent the fractures. The numerical results were in good agreement with the corresponding experiments.
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[pt] ESTUDO EXPERIMENTAL DO COMPORTAMENTO DE ELEMENTOS MISTOS CONSTITUÍDOS DE PERFIS DUPLO I PREENCHIDOS COM CONCRETO ARMADO / [en] EXPERIMENTAL STUDY OF THE BEHAVIOR OF COMPOSITE MEMBERS COMPOSED OF DOUBLE I SECTIONS FILLED WITH REINFORCED CONCRETERODRIGO POMPERMAYER SOARES 09 March 2021 (has links)
[pt] Nesta dissertação, foi desenvolvido um estudo experimental de um sistema de pilares mistos. O modelo estrutural consiste em dois perfis I laminados ligados por conectores soldados na região das almas, e com concreto armado preenchendo a região entre os perfis. Além dos conectores ligando as almas dos perfis principais do pilar, também se têm a presença de conectores do tipo stud bolt soldados nas almas, permitindo maior interação aço-concreto e evitando a flambagem de alma. Neste trabalho, são apresentados os detalhes do sistema construtivo, evidenciando a melhor maneira de executar a fabricação do sistema misto, assim como as recomendações de projeto. Com base em resultados teóricos iniciais e nos custos inerentes à produção do sistema, desenvolveu-se um programa experimental no Laboratório de Estruturas e Materiais da PUC-Rio. Este programa experimental teve como objetivo avaliar o comportamento estrutural do sistema proposto quando sub-metido à flexão, determinar o comportamento carga x deslocamento da estrutura, a carga última de plastificação da estrutura, as dificuldades de montagem do sistema, assim como o custo benefício ao levar em conta todos os processos realizados. / [en] In this work, an experimental study on a new composite column system is developed. It consists on a double I section column connected by the webs and filled with reinforced concrete between the I sections. It also includes stud bolt connectors welded to the webs, allowing a higher steel-concrete interaction and avoiding web buckling. Throughout this work, details on the best way to fabricate the system will be provided and also project recommendations will be given. An experimental programme was developed at the Structures and Materials Laboratory of PUC-Rio. The objective of this programme was to evaluate the structural behaviour of the proposed system when submitted to a bending test, determining its load vs displacement behaviour, the ultimate plastic load, the difficulties of fabrication and the cost-benefit after considering all of the steps developed.
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[pt] ANÁLISE EXPERIMENTAL DE VIGAS PAREDE DE CONCRETO REFORÇADO COM BAMBU / [en] EXPERIMENTAL ANALYSIS OF BAMBOO-REINFORCED CONCRETE DEEP BEAMSRICARDO ARTURO AMADO BORDA 24 September 2024 (has links)
[pt] O contínuo e variado uso da viga parede como elemento estrutural em
diferentes tipos de projetos da construção civil como em silos, reservatórios,
fachadas de edifícios entre outros. Além da importância do bambu como
material natural não convencional de baixo impacto ambiental e baixo custo
econômico na prática sustentável da engenharia civil são fatores que
justificam a presente pesquisa. O enfoque é dado para o entendimento do
comportamento das vigas parede de concreto reforçado com tiras de bambu.
Testaram-se nove vigas parede de concreto reforçado com bambu (espécie
Dendrocalamus giganteus) e uma reforçada com barras de aço, com relação
de esbeltez (l/h) igual a 1.5, biapoiadas, geometricamente iguais, submetidas
a uma carga pontual central na face superior e distribuídas em quatro grupos
diferenciados pela taxa geométrica da armadura. Como resultados foram
identificados e comparados os parâmetros: mecanismos de falha, padrão de
fissuração, deflexões, deformações, cargas últimas e aderência entre reforço
e concreto. Devido à influência da aderência no desempenho das estruturas
de concreto armado realizou-se um tratamento de impermeabilização no
material de reforço com a finalidade de melhorar a interface entre o concreto
e a armadura de bambu. / [en] The continuous and varied use of the deep beams as an element with
structural function in different types of civil construction projects such as
reservoirs, building facades among others. Besides the importance of
bamboo as unconventional material in the practice of sustainable civil
engineering, are facts that justify this research. The focus is given to
understanding the behavior of concrete deep beams reinforced with bamboo
(type Dendrocalamus Giganteus). Were tested nine simply supported
bamboo-reinforced deep beams, with slenderness ratio (l / h) equal to 1.5 and
same geometry, subjected to a central point load on the upper surface and
divided into three groups distinguished by the geometric rate of truss. As
results were identified and compared the parameters: failure mechanisms,
crack pattern, deflections, strain, ultimate loads and adhesion between
reinforcement and concrete. Due to the influence of the adhesion
performance of reinforced concrete structures, was performed a
waterproofing treatment on the reinforcing material in order to improve the
interface between the concrete and the reinforcement of bamboo.
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[en] ANALYSIS OF THE DYNAMIC BEHAVIOR OF HISTORICAL BUILDINGS SUBJECTED TO TRAFFIC-INDUCED VIBRATIONS / [pt] ANÁLISE DO COMPORTAMENTO DINÂMICO DE CONSTRUÇÕES HISTÓRICAS SUBMETIDAS A VIBRAÇÕES INDUZIDAS POR TRÁFEGOMAYARA LOBO AMORIM 19 February 2019 (has links)
[pt] No Brasil as primeiras cidades surgiram no início do século XVI e, com a descoberta de novos territórios, foram surgindo novas cidades cujas construções remanescentes devem ser preservadas não somente pelo seu valor histórico, como também por suas técnicas construtivas. Estas construções são de uma época onde não havia fluxo intenso de tráfego, os veículos não eram pesados e não possuíam capacidade de atingir altas velocidades. Após a revolução industrial, com o aumento do transporte rodoviário e ferroviário, a preocupação com vibrações advindas do fluxo do tráfego em construções históricas ganhou importância, isso porque as cidades modernas se desenvolveram em torno dos seus núcleos históricas e o fluxo, peso e velocidade dos veículos nestas áreas são cada vez mais intensos. A excitação induzida por tráfego, dependendo da sua intensidade e frequência, pode gerar ou intensificar danos já existentes, além de causar desconforto aos usuários. Ela depende prioritariamente da qualidade dos pavimentos que é bastante irregular nas cidades históricas brasileiras. Para garantir a segurança de nossas construções históricas, geralmente de materiais frágeis, é fundamental o monitoramento das vibrações em ambientes urbanos. Nesta dissertação são apresentados os materiais mais relevantes utilizados em construções e pavimentos das cidades históricas no Brasil e uma revisão bibliográfica e análise das normas e critérios de projeto relativos ao efeito das vibrações induzidas por tráfego nessas construções. Com a finalidade de se entender como as vibrações se propagam nestas estruturas, foram construídas duas paredes de alvenaria apresentando variação da espessura da argamassa e diferentes tipos de fundação, sendo estas submetidas a cargas móveis e de impacto. Uma análise experimental detalhada mostra como em cada caso variam as acelerações, velocidades e deslocamentos ao longo das paredes, permitindo avaliar a influência do tipo de carregamento e da fundação nestas grandezas. Adotou-se para a avaliação de sensibilidade, a norma alemã DIN 4150. / [en] The first cities in Brazil emerged in the early sixteenth century and, with the discovery of new territories; new cities emerged whose remaining buildings must be preserved not only for their historical value, but also for their constructive techniques. These constructions are of a time where there was no intense traffic flow, the vehicles were not heavy and did not have the capacity to reach high speeds. After the industrial revolution, with the increase in road and rail transport, the concern with vibrations arising from the flow of traffic in historical buildings gained prominence, because modern cities developed around their historical centers and the flow, weight and speed of the vehicles in these areas are becoming more intense. Traffic- induced excitation, depending on its intensity and frequency, can generate or intensify existing damages, and usually cause discomfort to users. It depends primarily on the quality of the pavements, which is quite irregular in Brazilian historical cities. To ensure the safety of our historic constructions, usually of fragile materials, the monitoring of vibrations in urban environments is fundamental. This dissertation presents the most relevant construction materials used in constructions and pavements of historic cities in Brazil and a bibliographica l review and analysis of the codes and design criteria related to the effect of traffic - induced vibrations in these constructions. In order to understand how the vibratio ns propagate in these structures, two masonry walls were built in the laboratory with different mortar thickness and different types of foundation, being these subjected to mobile and impact loads. A detailed experimental analysis shows how in each case the accelerations, speeds and displacements vary along the walls, allowing evaluating the influence of the type of load and foundation characteristics in these quantities. The German standard DIN 4150 was adopted for the sensitivit y assessment.
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[en] NON-LINEAR BEHAVIOR AND INSTABILITY OF HYPERELASTIC MEMBRANES AND SHELLS / [pt] COMPORTAMENTO NÃO-LINEAR E INSTABILIDADE DE MEMBRANAS E CASCAS HIPERELÁSTICASSTEFANE RODRIGUES XAVIER LOPES 21 January 2004 (has links)
[pt] Esta tese tem como objetivo analisar o comportamento
estático não-linear e possíveis instabilidades de membranas
e cascas hiperelásticas. Uma análise experimental detalhada
de membranas e cascas com diferentes geometrias e
submetidas à tração axial e pressão interna uniforme é
realizada. Um aparato foi desenvolvido para possibilitar a
tração da estrutura enquanto a mesma era preenchida por ar.
As cascas e membranas utilizadas na análise experimental são
compostas por elastômero isotrópico, homogêneo e
hiperelástico, o qual é modelado como um material Neo-
Hookeano incompressível, descrito por uma única constante
elástica, ou por material do tipo Mooney-Rivlin ou Ogden,
descritos por duas constantes elásticas. Estas constantes
são obtidas pela comparação de resultados experimentais e
numéricos para a estrutura sob tração axial uniforme. A
estrutura foi discretizada utilizando-se elementos finitos
de casca ou membrana mais apropriados e as equações de
equilíbrio não-lineares resultantes resolvidas usando-se o
programa de elementos finitos ABAQUS. Quando a estrutura
tracionada é preenchida com ar observa-se que a pressão
inicialmente cresce juntamente com o volume interno até um
certo valor crítico. Após atingir este valor crítico um
bulbo de deformação é formado subitamente num local ao
longo do comprimento da estrutura e a pressão interna
decresce subitamente, entretanto o volume interno da
estrutura continua a crescer. Os resultados experimentais
aproximam-se de maneira satisfatória aos resultados
numéricos. Uma análise paramétrica detalhada é desenvolvida
para estudar a influencia da tração inicial bem como dos
parâmetros geométricos no comportamento não-linear e na
capacidade de carga da estrutura. A influencia de
diferentes tipos de imperfeições locais também é
detalhadamente analisada. / [en] This thesis investigates the large deformations of
hyperelastic membranes and shells. The static nonlinear
behavior and possible instabilities of the membrane are
both analyzed. A detailed experimental analysis was carried
out involving cylindrical membranes and shells with
different geometries and initial axial forces and the
influence of the axial force and the internal pressure were
investigated. An apparatus was developed to support
vertically the extended structure while it is filled with
air. The membranes and shells used in the experiments are
composed of an isotropic, homogeneous and hyperelastic
rubber, which is modeled as a Neo-Hookean incompressible
material, described by a single elastic constant, or a
Mooney-Rivlin or Ogden material, described by two elastic
constants. Theses constants were obtained by comparing the
experimental and numerical solutions for the structure
under traction. The structure was discretized using
appropriate membrane or shell finite elements and the
resulting nonlinear equilibrium equations solved using the
FE software ABAQUS. When the extended structure was filled
with air, it was observed that the pressure increased
initially as the volume increased until a certain critical
value was reached, after which a bubble was suddenly formed
along the structure and the internal pressure decreased
markedly with increasing volume. The experimental results
are, as shown in the thesis, in satisfactory agreement with
the theory. A detailed parametric analysis was also carried
out to study the influence of the initial traction and
geometric parameters on the non-linear behavior and load
carrying capacity of the structure. The influence of
different types of local imperfections was also studied in
detail.
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[en] EXPERIMENTAL STUDY OF REINFORCED CONCRETE SHORT CORBELS WITH CARBON FIBER COMPOSITES / [pt] ESTUDO EXPERIMENTAL DOS CONSOLES CURTOS DE CONCRETO ARMADO REFORÇADOS COM COMPÓSITOS DE FIBRAS DE CARBONOLARISSA AZEVEDO CURTY 29 January 2018 (has links)
[pt] Este trabalho é uma pesquisa experimental realizada no Laboratório de Estruturas e Materiais da PUC–Rio, utilizando–se a técnica de aplicação do compósito de fibras de carbono (CFC) colados externamente em consoles curtos de concreto armado. Foram ensaiados seis consoles curtos, sendo: um de referência, três com reforço de CFC na horizontal e dois com reforço de CFC na diagonal. A resistência média do concreto aos 28 dias foi de 30 MPa. A seção transversal do pilar foi de 25 cm × 50 cm e a seção do transversal console foi de 25 cm × 37,5 cm. O diâmetro da armadura tracionada em laço era de 10 mm e o
diâmetro da armadura de costura era de 6,3 mm. Os consoles foram instrumentados com extensômetros elétricos de resistência na armadura tracionada, no estribo, no concreto e no CFC. Os ensaios comprovaram um razoável desempenho dessa técnica de reforço. Os resultados experimentais foram comparados com os resultados obtidos no modelo de Bielas e Tirantes e no modelo cinemático da Teoria da Plasticidade, visando a comparação das forças verticais últimas teóricas e experimentais. Foi avaliado o ângulo de
inclinação das bielas e o fator de efetividade da deformação específica no reforço de CFC. / [en] This work is an experimental research of concrete short corbels wrapped with Carbon Fiber Reinforced Polymer (CFRP) strips. Different strengthening configurations were used. Was carried out on six corbels strengthened by CFRP. One control specimen without CFRP, three corbels with horizontal CFRP strips
and two corbels with diagonal CFRP strips. The concrete had a 28 day compressive strength of 30 MPa. The column cross-section dimensions were 25 cm x 50 cm and the corbel cross-section dimensions were 25 cm x 37,5 cm. The flexural reinforcement consisted of four deformed bars each of diameter 10 mm
with four transverse bars of diameter 6,3 mm. The corbels were instrumented with strain gages in flexural reinforcement, stirrup, concrete surface and CFRP strips. The analytical models based on Strut-and-Tie model and in the kinematic model of the Theory of Plasticity, allows one to determine the bearing capacity of corbels. The experimental values are then compared with the analytical results, showing good agreement. The strut angle and the strengthening effectiveness were evaluated.
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[en] APPLICATION OF THE HYBRID BOUNDARY ELEMENT METHOD TO LINEAR FRACTURE MECHANICS / [es] APLICACIÓN DEL MÉTODO HÍBRIDO DE LOS ELEMENTOS DE CONTORNO A PROBLEMAS DE MECÁNICA DE FRACTURAS / [pt] APLICAÇÃO DO MÉTODO HÍBRIDO DOS ELEMENTOS DE CONTORNO A PROBLEMAS DA MECÂNICA LINEAR DA FRATURAALEXANDRE ANTONIO DE OLIVEIRA LOPES 19 April 2001 (has links)
[pt] Este trabalho tem como objetivo principal a aplicação do
método híbrido dos elementos de contorno a problemas da
mecânica da fratura linearmente elástica. São apresentados
os desenvolvimentos de várias formulações e os principais
aspectos das implementações computacionais referentes a
cada uma delas.
A consistência mecânica do método híbrido dos
elementos de contorno facilita sobremaneira a compreensão
dos diversos fatores envolvidos em sua aplicação à mecânica
da fratura. Isto ocorre porque o apelo físico do método
garante a interpretação adequada dos problemas presentes na
análise dos mais diversos fenômenos da mecânica do contínuo.
A contribuição mais relevante deste trabalho
consiste na determinação de maneira rápida e direta do
fator de intensidade de tensão em estruturas bidimensionais
da elasticidade plana. Os efeitos de abertura e
deslizamento das faces da trinca são considerados a partir
da introdução de uma solução fundamental hipersingular,
cujo entendimento físico é facilitado devido à consistência
variacional do método híbrido.
É proposta a utilização de uma função de Green,
referente à série de Williams, nos nós do modelo estrutural
correspondentes às pontas das trincas. Esta sistemática
introduz os fatores de intensidade de tensão, modos I e II,
como incógnitas do problema, sendo obtidos a partir da
resolução do sistema de equações provenientes do método.
Durante todo o desenvolvimento, são mostrados
vários exemplos que validam e comprovam a aplicabilidade
das formulações propostas, demonstrando a potencialidade do
método quando aplicado à mecânica da fratura. / [en] Aim of this work is the application of the hybrid boundary
element method to problems of the linear elastic fracture
mechanics. Several formulations are introduced and the most
relevant aspects of computational implementation are
discussed. The mechanical consistency of the hybrid
boundary element method enables the adequate mathematical
description of the stress field related to a cracked
continuum. The main attempt of this dissertation is to
develop a computationally simples and fast procedure for the
determination of stress intensity factors in two-
dimensional elasticity. The effects of opening and sliding
of the crack surfaces are considered by means of a
hipersingular stress function, which are dealt with
adequately in the frame of the variational formulation. It
is shown that the stress series proposed by Williams for
the local field around a crack tip may be considered as a
Green´s function. As a consequence, the stress intensity
factors corresponding to both Modes I and II are obtained
as primary unknowns of the problem. Several numerical
examples are presented in order top validate the
formulations proposed. This shows the potentiality of the
hybrid boundary element method for dealing with problems of
the fracture mechanics. / [es] Este trabajo tiene como objetivo principal la aplicación
del método híbrido de los elementos de contorno a problemas
de mecánica de fracturas linealmente elásticas. Se
describen varias formulaciones y los principales aspectos
de su implementación computacional. La consistencia
mecánica del método híbrido de los elementos de contorno
facilita la comprensión de los diversos factores
involucrados en su aplicación a la mecánica de fracturas.
Esto ocurre porque el caracter físico del método garantiza
la interpretación adecuada de los problemas que se
presentan en el análisis de los más diversos fenómenos de
la mecánica del contínuo. La contribuición más relevante de
este trabajo consiste en la determinación de manera rápida
y directa del factor de intensidad de tensión en
extructuras bidimensionales de elasticidad plana. Son
considerados los efectos de abertura y deslizamiento de las
caras de la trinca a partir de la introducción de una
solución fundamental hipersingular, cuya comprensión física
se facilita debido a la consistencia variacional del método
híbrido. Se propone la utilización de una función de Green,
de la serie de Williams, en los nodos del modelo
extructural correspondiente a las puntas de las trincas.
Esta sistemática introduce los factores de intensidad de
tensión, modos I y II, como incógnitas del problema, y se
obtienen a partir de la resolución del sistema de
ecuaciones provenientes del método. Durante todo el
desarrollo, se muestran varios ejemplos que evalúan y
comprueban la aplicabilidad de las formulaciones
propuestas, demostrando la potencialidad del método cuando
se aplica a la mecánica de fracturas.
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