Este trabalho descreve um programa de computador destinado ao projeto estrutural de edifícios. No atual estágio, uma vez fornecidos os dados de geometria e carregamento, o programa realiza a análise estrutural e o dimensionamento dos pórticos de concreto armado. Inicialmente, são apresentados as bases teóricas e o formulário utilizado. A seguir, trata-se da organização do programa em si. Finalmente, apresenta-se o projeto de um edifício de cinco pavimentos, como exemplo de aplicação. / In this paper a computer program for the structural design of building is described. In the present stage of development, given the geometry anyloading conditions, the program carries out the structural analysis and dimensioning of reinforced concrete frames. The theoretical bases and design criteria are discussed in detail, as well as the internal organization of the computer program. Finally, as an example, a five-stories building is designed.

A minimização de massa de estruturas metálicas unifilares (como treliças) é um problema comum em projetos estruturais. Neste caso as áreas das seções transversais das barras podem ser assumidas como as variáveis de projeto para o dimensionamento estrutural de uma treliça. As estruturas estão sujeitas a critérios de normas a serem verificados e as variáveis de projeto (seções das áreas transversais), que podem ser contínuas ou discretas, oferecem uma grande variedade de combinações na solução do projeto. O uso da otimização objetiva selecionar as variáveis de projeto de uso comercial para obter um projeto eficiente (dentro dos limites estabelecidos em Normas) e ao mesmo tempo com massa minimizada. Neste trabalho utilizou-se o método do Algoritmo Genético fazendo utilização e modificações nos parâmetros do toolbox de Algoritmo Genéticos do MATLAB para obter a otimização de treliças tanto planas como espaciais. Através da otimização obtém-se uma massa mínima, levando em consideração restrições e critérios baseados em dados da literatura, os quais foram demonstrados e desenvolvidos através de exemplos numéricos para validação da metodologia proposta. Estudos paramétricos são utilizados para traçar indicações de sugestão na escolha dos parâmetros do método que melhor irá se adequar à proposta de minimização da massa. Por fim é apresentado um exemplo mais realista de uma estrutura de treliça espacial a qual é otimizada em termos das restrições impostas pela nova norma NBR8800:2008 e os resultados são comparados com aqueles obtidos através de um software comercial. / The structural mass minimization of steel truss structures is a common task in the structural design. The beam cross sectional areas can be assumed as design variables which represent the final structural design of a truss. The structures are ruled by rigid standard criteria that must be attended and the design variables (such as cross sectional areas), which could be continuous or discrete, offer a large variety combination in the project’s choice. The optimization procedure aims at the design variable evaluation using available commercial cross sectional areas to attain an efficient project (bounded by Standard prescriptions) and at the same time with reduced mass. In this work it is used the Genetic Algorithm method, using and modifying parameters of the Matlab’s Genetic Algorithm toolbox to reach minimum mass for plane and spatial trusses. This optimization accounts for constraints and criteria based on literature, which were used to develop and analyze through numerical examples to validate the proposed methodology. Parametric studies are used to draw suggestions regarding the algorithm’s parameters choice that best fits to the proposed task. At last it is presented a realistic spatial truss which is optimized taking into account NBR8800:2008 standard constraints and the results are compared against commercial software.

Este estudo visa a caracterização dos escoamentos deslizantes sobre turbilhões em vertedouros em degraus com declividade de 45° (1V:1H) através da análise experimental em modelos físicos. Foram avaliadas quatro estruturas, sendo uma com calha lisa, utilizada como estrutura de controle, e três com calhas em degraus de alturas constantes iguais a 3 cm, 6 cm e 9 cm. As medições dos níveis médios da água, das velocidades médias na região não aerada do escoamento, das pressões médias nos degraus e a visualização da aeração do escoamento permitiram o estabelecimento de parâmetros qualitativos e quantitativos do escoamento. Assim, foram determinados: (1) os perfis de velocidade média ao longo da calha, (2) o fator de resistência proporcionado pelos degraus, (3) a posição média de início de aeração, (4) a dissipação de energia devida à rugosidade da calha e (5) o comportamento das pressões médias na face e no espelho dos degraus. Tendo em vista a escassa bibliografia relativa à declividade de 45°, buscou-se a comparação com os dados de diferentes declividades procurando estabelecer critérios mais abrangentes.

O estudo das deformações que ocorrem em estruturas de concreto armado vem despertando um interesse cada vez maior, visto que o concreto é o principal material estrutural utilizado nas construções modernas. Os objetivos dos estudos na área incluem, além da minimização de eventuais efeitos indesejados das deformações, a determinação de métodos acurados para previsão das flechas ao longo do tempo, visto que o concreto é um material viscoelasto- plástico, que sofre deformações lentas significativas. Como é de conhecimento geral, as deformações são causadas pelo carregamento imposto, incluindo o peso próprio, sendo diretamente afetadas pelas características do elemento estrutural e do meio ambiente no qual o mesmo se insere. Para estimá-las, portanto, é necessário conhecer bem o material. A questão é que, nos últimos anos, começaram a ser utilizados concretos com características muito diferentes dos concretos convencionais. Mudanças no cimento e a utilização de aditivos e adições permitiram criar concretos com reologia e propriedades bem variadas. Embora muitos estudos sobre deformações tenham sido realizados com concretos convencionais, poucos foram realizados sobre as deformações imediatas e ao longo do tempo de concretos especiais. O presente trabalho foi concebido visando obter dados sobre o comportamento, quanto às flechas, de vigas fabricadas com concretos especiais, submetidas à flexão simples. Os objetivos propostos foram identificar mudanças de comportamento e determinar a adequação dos critérios de norma para estimativa das deformações destes concretos. O programa experimental incluiu o monitoramento das flechas em vigas de concreto armado com seção transversal de 10x20 cm e 212 cm de comprimento, bi-apoiadas, submetidas a um carregamento composto de duas cargas concentradas eqüidistantes dos apoios, constante ao longo do tempo. Foram ensaiados oito protótipos, 2 de concreto com fibras de aço, 2 de concreto de alta resistência, 2 de concreto branco e 2 de concreto convencional. São apresentados os resultados experimentais obtidos para cada viga, sendo os mesmos confrontados com os resultados teóricos obtidos com o modelo prescrito na Norma NBR 6118/03. Adicionalmente, os resultados experimentais foram comparados com resultados obtidos via um modelo numérico não-linear proposto por Barbieri (2003). A análise dos resultados evidencia que as deformações de concretos especiais não podem ser estimadas utilizando os critérios atuais para concretos convencionais, sendo necessário aplicar coeficientes de correção ou implementar modelos de estimativa específicos para estes concretos. Pelos resultados obtidos, entretanto, a estimativa do módulo de elasticidade de concretos especiais pode ser feita com boa precisão empregando as fórmulas da norma.

Este trabalho engloba a análise experimental em laboratório de vertedouros com calha em degraus de declividade 1 Vertical : 0,75 Horizontal (53,13°). Foram utilizados quatro modelos de estruturas vertedouras, três com calhas em degraus (com três diferentes alturas de degraus, 3 cm, 6 cm e 9 cm) e uma com calha lisa, utilizada como estrutura de controle. Ao longo das calhas dos vertedouros foram realizadas medições de níveis, pressões, velocidades e visualização do início da aeração. Através destes ensaios foi possível determinar a posição de início da aeração do escoamento, os perfis de velocidades ao longo da calha, o fator de resistência resultante dos degraus, a dissipação de energia em relação à energia a montante e em relação a um vertedouro de calha lisa e o comportamento das pressões médias. Constatou-se que o aumento do tamanho dos degraus na calha conduz o início da aeração para posições mais próximas da crista do vertedouro. Observou-se que a dissipação de energia é tanto mais significativa quanto menor a vazão específica e maior as dimensões dos degraus, sendo fortemente influenciada pela aeração ou não do escoamento. Analisando os resultados do presente estudo em conjunto com dados da bibliografia existente foi possível a proposição de metodologias para a avaliação da posição do início da aeração do escoamento, da profundidade deste neste ponto e para a determinação do fator de resistência criado pelos degraus.

Sabe-se que para projetar um edifício um arquiteto precisa dominar e organizar um programa arquitetônico - dito de outra maneira, precisa resolver um problema lógico para suprir as necessidades fundamentais que motivam a construção do edifício. Essa afirmação não pretende diminuir a importância de outros aspectos da arquitetura, apenas notar que se soma à tarefa de síntese construtiva e artística do projetista um aspecto lógico de organização das atividades que também é fundamental para as decisões que definem o projeto final. Como esse aspecto lógico pode apresentar maior ou menor desafio ao projetista em função da complexidade do programa a ser resolvido, análises que explicitem e relacionem criticamente as estratégias de manipulação de programas complexos constituem uma oportunidade de pesquisa na área de projeto arquitetônico. Quanto à forma, essa é entendida como um sistema de relações visualmente apreensíveis entre as partes de um edifício e deste com seu entorno. O objetivo principal da dissertação é, portanto, analisar os principais projetos de edifícios de uso misto da arquitetura moderna e oferecer uma comparação crítica que sistematize o conhecimento acerca do assunto. Interessa também a essa pesquisa a revisão da evolução dos projetos de edifícios de uso misto ao longo do século XX, principalmente daqueles ligados a um centro urbano coeso e preexistente. Com a valorização do solo nas áreas centrais das grandes cidades ou em nós de transporte público nas áreas periféricas, os terrenos nessas regiões tendem a ser aglomerados e comercializados entre grandes grupos empresariais que operam na construção civil nos países em que o capitalismo é mais avançado. Substituem-se áreas que antes eram ocupadas por dezenas de pequenos edifícios de diferentes procedências acomodados em pequenos lotes por grandes estruturas que aglomeram as mais diferentes funções e que por fim densificam o setor da cidade em que se inserem, sendo capazes inclusive de redefinir centralidades no tecido urbano. Procura-se contribuir para as acirradas discussões sobre a importância da densificação e da mistura de usos como estratégia para o enfrentamento dos desafios das grandes cidades no novo século com uma análise que exponha a lógica compositiva e as estratégias de projeto dos edifícios híbridos, já que eles estão no centro deste debate em função de sua íntima relação com o modelo econômico de desenvolvimento urbano atual. / It is known that to be able to design a building an architect must comprehend and organize the programmatic needs demanded - putting it another way, the architect has to solve a logical problem to satisfy the fundamental needs that leads to the construction of a building. This statement is not an attempt to disallow the importance of other aspects of architecture, but remind that a logical component derived from the organization of activities joins the task of technical and artistic synthesis of the designer and is also fundamental to the decisions that define the final project. Since that logical side of architecture can offer greater or lesser challenge to the designer according to the complexity of the program waiting to be organized, analysis aiming to exposing e critically relating the strategies of manipulation of difficult briefings constitute an opportunity of research in the field of architectural design. When it comes to Form, this word is understood in this research as a system of apprehensible visual relations between the parts of a building and of it with its surroundings The main objective of this research is, therefore, to analyze the most important mixed-use projects in modern architecture and offer comparative criticism that can help organizing knowledge on the subject. This research is also interested in reviewing the evolution of mixed-use designs throughout the twentieth century, specially those connected to a dense, preexisting environment. With the escalade in the prices of the land in big cities’ central areas or in public transportation hubs in peripheral zones, these plots tend to be attached and explored by large companies that operate on the real-estate market in the developed countries. Areas that were occupied by series of smaller buildings set in smaller plots are now substituted by large developments that agglomerate the most diverse activities, densifying and redefining centralities in the urban fabric where they are installed. We seek to making a contribution to the intense discussions on the role of density and hybridization in face of the new century’s metropolitan challenges with an analysis that exposes the compositional logic and the design strategies of mixed-use buildings, since the are on the center of the debate for their close relation to the current economic development model.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. / Made available in DSpace on 2012-10-17T12:12:16Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2014-09-25T18:04:37Z : No. of bitstreams: 1 171042.pdf: 20251364 bytes, checksum: 60f6353795e66340e12de15c50f33948 (MD5) / : Nas últimas duas décadas, a utilização dos blocos de concreto na construção de alvenarias estruturais tem sido crescente. Projetos cada vez mais arrojados têm especificado resistências características mais elevadas para as unidades. Aliado a este fator, a busca pelo atendimento das prescrições normativas no que se refere as formas dimensionais, retração e absorção dos blocos, têm levado os fabricantes a melhorar a qualidade de seus produtos. Devido a carência de estudos realizados na área dos concretos "secos", utilizados na produção dos blocos de concreto, quanto a sua dosagem, e o entendimento das variáveis envolvidas no processo produtivo, foi desenvolvido um programa experimental que testou, em laboratório, uma forma de dosar os concretos "secos" a partir de suas propriedades básicas. Além disso, estão mostrados alguns trabalhos realizados em fábrica que apontam as variáveis envolvidas no processo produtivo dos blocos de concreto e de que forma elas influenciam nas resistências e variabilidades de uma produção. O estudo proporcionou resultados satisfatórios na previsão das resistências mecânicas dos blocos de concreto a partir de estudos laboratoriais em corpos-de-prova cilíndricos 5x10 e também a importância do controle das variáveis em um processo produtivo na resistência das unidades. A metodologia proposta deve agora ser testada em diferentes situações para que possa ser comprovada sua eficiência na previsão das resistências e características dos blocos produzidos em diferentes fábricas e com diferente agregados.

Este trabalho trata dos problemas de otimização de minimização de volume com restrição de flexibilidade e freqüência natural e minimização de flexibilidade com restrição de volume. Os problemas são resolvidos para estruturas bidimensionais e tridimensionais. As equações diferenciais de equilíbrio são solucionadas de forma aproximada através do método dos elementos finitos, em um subespaço de dimensão finita. O método utilizado no estudo é o da otimização topológica, o qual consiste em encontrar dentro de um domínio pré-existente uma distribuição ideal de material. São avaliadas técnicas como programação linear e critério de ótimo. Em ambos os casos são utilizadas sensibilidades calculadas analiticamente. Para a otimização com restrição modal, problemas característicos como autovalores repetidos e normalização do autovetor são tratados. Ferramentas usadas na otimização topológica, como método da continuação, penalização e filtragem são discutidos. São abordados também problemas e características inerentes ao processo de otimização topológica, tais como instabilidades de tabuleiros, dependência de malha e sensibilidade da topologia a diferentes condições de contorno. Os resultados obtidos permitem avaliações referentes à otimização topológica (geometrias, ou seja, topologias resultantes) sob diferentes condições, utilizando-se as ferramentas discutidas nesse trabalho.

A armazenagem de grãos é atualmente um importante tópico a ser explorado na região sul do Brasil, e vem se desenvolvendo consideravelmente nos últimos anos. Atualmente a armazenagem é feita através de silos cilíndricos que podem ser de grandes diâmetros ou elevados. Na área da armazenagem é importante implantar novas tecnologias como o caso de silos multicelulares prismáticos que são bastante difundidos nos Estados Unidos. Para estudar estes silos propõe-se analisar um caso real sob a ótica morfológica e dimensional. O estudo baseia-se na comparação entre métodos de análise estrutural analítica convencional com análise numérica através do cálculo por elementos finitos, além de testar as análises de cálculo mais avançadas. Para estudar um caso real buscaram-se informações detalhadas através de desenhos fornecidos por empresas que fabricam estes tipos de silos. Adotando um caso prático como padrão, na seqüência fez-se a análise da interação entre o número de módulos do silo com o objetivo de verificar a influência do número de módulos no dimensionamento dos componentes do silo. Analisou-se o referido projeto utilizando procedimentos clássicos de análise de dimensionamento (métodos analíticos) e compararam-se os mesmos com a análise utilizando o método dos elementos finitos. Adicionalmente executaram-se análises mais avançadas utilizando o método dos elementos finitos como não linearidade geométrica e física, flambagem e análise de freqüências e modos.Após as referidas análises pôde-se concluir que analisando dimensionalmente somente um módulo do silo, pode-se obter resultados que representam todo o conjunto de módulos. Além disso, verificou-se que a análise por elementos finitos é mais apropriada, pois permite menos simplificações de cálculo, apresentando assim resultados mais reais. Quanto às análises adicionais, verificou-se que a carga crítica de flambagem considerando a análise não linear geométrica por elementos finitos é maior do que a carga crítica obtida por análises convencionais.

Sucessivos barramentos ao longo de um rio impedem a migração, fenômeno característico de algumas espécies de peixes. Essa interrupção pode provocar a extinção local de espécies migratórias de peixes e acentuada queda da produção pesqueira. Mecanismos de Transposição para Peixes (MTP) são estruturas capazes de mitigar os efeitos negativos desses barramentos, possibilitando a transposição segura dessas espécies através dos barramentos. Esta pesquisa visou a compreensão do funcionamento de um MTP conhecido como escada para peixes do tipo ranhura vertical. Para tanto, foram realizados experimentos em uma estrutura de laboratório, geometricamente semelhante à Escada de Peixes do tipo Ranhura Vertical do reservatório da UHE de Igarapava/MG. Foram realizados experimentos em diversas vazões para a verificação do regime de escoamento ao longo da estrutura e para a determinação dos parâmetros hidráulicos de vazão adimensional, de coeficiente de descarga e de coeficiente de cisalhamento, que foram comparados aos encontrados na bibliografia. Por meio desses ensaios foi possível sugerir equações simplificadas para esses parâmetros Também foram executados ensaios a vazão constante para gerar mapas de distribuição de velocidades médias e de pressões dentro de um tanque da estrutura. A vazão constante também foram medidos valores de altura de lâmina d’água ao longo de dois eixos de um tanque e realizadas visualizações do escoamento por meio do uso de traçadores. Os resultados puderam demonstrar a existência de um jato e de duas zonas de recirculação de água, à esquerda e à direita do tanque, assim como a alta variação de valores de pressões no jato e a existência de velocidades no sentido vertical, principalmente na zona de recirculação à esquerda do tanque.