Desde os primórdios da civilização o homem tem utilizado materiais naturais, e mais recentemente materiais industrializados, para construção de estruturas portantes. Esse intenso processo de alteração e aprimoramento dos materiais e métodos construtivos proporcionou um acúmulo de conhecimentos que possibilitou, dentro de certos limites, construir estruturas adaptadas às suas necessidades. As estruturas de concreto estão cada vez mais presentes em ambientes agressivos, como industriais e marinhos, necessitando então de cuidados especiais. O número de obras que necessitam de intervenções cresce a cada dia, o que faz com que a demanda por técnicas e materiais de reparo também cresça. O número de estruturas de concreto que necessitam recuperações aumenta com a idade das obras brasileiras, em decorrência da sua degradação normal ou prematura, quando estas estão expostas a ambientes agressivos e não foram projetadas para tal. A construção civil tem como tendência utilizar cada vez mais sistemas que garantam a proteção às estruturas de concreto, o que tem contribuído para o incremento do surgimento de novos produtos e métodos de execução Neste trabalho, foi avaliado o comportamento de argamassas industrializadas, de diferentes composições, disponíveis no mercado brasileiro, frente ao ataque por três soluções ácidas (acético, lático e sulfúrico) devido à suscetibilidade dos compostos cimentícios do concreto frente ao ataque ácido que dissolvem a capa carbonatada do concreto, iniciando o processo de deterioração das estruturas. O trabalho incluiu ensaios de perda de massa, resistência à tração na flexão e resistência à compressão simples e investigou o efeito das variáveis citadas, no desempenho das argamassas industrializadas submetidas ao ataque químico. Os resultados mostram que as variáveis investigadas interferem no desempenho dos materiais frente à ação de soluções ácidas, porém de forma e intensidade diferentes para cada composição química das argamassas e para cada um dos ácidos estudados. Os materiais de base orgânica (epóxi) foram os que tiveram melhor desempenho para proteção das estruturas de concreto submetidas ao ataque ácido.

Esta dissertação tem como objetivo o estudo da influência do empuxo lateral causado por grãos nas paredes de grandes silos horizontais. Um modelo reduzido de armazém graneleiro foi construído e suas paredes instrumentadas com células de carga para medição de pressões horizontais ativas e ao repouso. Estas medições foram comparadas com os valores obtidos pelas teorias tradicionais de cálculo de empuxo ativo e pelas equações empíricas para empuxo ao repouso. Também neste trabalho faz-se uma ampla revisão dos métodos existentes para a determinação de pressões laterais aplicadas a paredes de silos verticais, os problemas de funcionamento e construtivos destes silos, bem como as normas internacionais para projeto e construção de silos em vigor. A comparação entre os resultados dos valores medidos e estimados das pressões laterais (armazéns graneleiros), mostra que ao atingirem-se os deslocamentos das paredes suficientes para a mobilização do empuxo ativo, os valores calculados e medidos são muito próximos para a condição de depósitos de grãos normalmente adensados. Para o empuxo ao repouso em depósitos de grãos com superfície horizontal normalmente adensados, a equação empírica de Jaky (1948) também apresenta valores bem aceitáveis. No entanto, para a condição de repouso em depósitos onde os grãos estocados formam taludes, a equação empírica disponível na bibliografia (código geotécnico da Dinamarca) não apresenta consistência com os valores de pressão horizontal medidos com arroz e areia. Estes ensaios mostraram também que, para a condição de empuxo ao repouso, o valor do coeficiente de empuxo cresce com a densificação do material.

Este trabalho tem por objetivo desenvolver e implementar, computacionalmente, procedimentos numéricos eficientes, aplicados à determinacão do diagrama momento-curvatura, correspondentes à: -uma seção tipica, em vigas de concreto armado, submetida à carga monotônica ou cíclica de curta duração; - um ponto genérico da superficie média em placas de concreto armado, submetidas à carga monotônica de curta duração. Ainda à luz dos resultados obtidos, visa também propôr um modelo simplificado em termos de resultantes de tensões e deformações generalizadas. Inicialmente, é descrito um modelo laminar para vigas, no qual a carga é aplicada de forma incremental sendo que para cada etapa, as equaçães de equilibrio não-lineares são resolvidas de maneira iterativa. Como consequência é proposta uma relação momento-curvatura em termos de resultantes. A fim de verificar a validade e aplicabilidade dos métodos e dos algorítmos estudados e comparar-se os resultados com dados experimentais e respostas obtidas por outros pesquisadores, é apresentada uma série de exemplos numéricos. A continuação, é aplicado o procedimento anterior para modelos de laje, livres de solicitações de membrana. Finalmente através de um estudo paramétrico dos diversos fatores que afetam o diagrama momento-curvatura, propõe-se uma relação simplificada. / The objective of the present study is to develop an efficient numerical procedure for obtaining the moment-curvature relationship, corresgondents: - a typical section, in reinforced concrete beams, under cyclic or monotonically short term loading; - a generic point on the average of reinforced concrete plates under monotonik, short duration loading. On the basis of the results indicated above, a simplified model is proposed, in terms of: generalized stresses and deformations. At first, a laminar model applicable to beams is described. The loads are incrementaly applied and at each slage the nonlinear equilibrium equations are solved iterative manner. In consequence it is proposed moment-curvature relationship in term of resultants. Several numerical examples are presented in order to verify the validity and applicability of the developed models. The results obtained are compared to experimental and analytical data obtained by others investigators. Next, the procedure previously described is applied to slabs free of membrane stresses. Finally through a parametric studu of the different factors that affect a moment-curvature relationshhip, a simplified diagram is progosed.

Apresenta-se uma formulação do tipo incrementaliterativa destinada a análise não linear de pórticos espaciais. Considera-se os efeitos não lineares introduzidos pelas mudanças de configuração geométrica da estrutura e também pela combinação destes efeitos com aqueles inerentes ao comportamento plástico exibido pelo material. As relações cinemáticas empregadas permitem a consideração de deslocamentos arbitrariamente grandes, acompanhadas de pequenas deformações . A modelagem do comportamento plástico do material é efetuada através do conceito de rótula plástica, estabelecido a partir de um critério de plastificação generalizado. Adota-se uma matriz de rigidez geométrica de barra baseada em momentos semitangenciais. Para elementos com extremos plastificados, é deduzida uma matriz de rigidez elasto-plástica. Emprega-se um método numérico do tipo incremental-iterativo, que utiliza como condição básica de controle da análise a constância do trabalho realizado pelos incrementos de cargas, em cada passo incremental (Método de Controle por Trabalho).A formulação permite uma descricão completa do desempenho mecânico da estrutura, inclusive em estágio de deformação pós-crítico em que ocorre regressão do carregamento com aumento de deslocamentos, ou vice-versa. A formulação foi implementada em um programa computacional elaborado em linguagem FORTRAN. Vários exemplos numéricos são apresentados para mostrar a eficiência das procedimentos propostos. / An incramental-iterative formulation for the nonlinear analysis of space frames ia presented. Nonlinear effects due to the changes in the geometrical configuration of the structure and also the combination of these effects with those due to the plastic behavior af the material are considered. The kinematics relations employed allow the consideration of arbitrarily large displacements with small strains. The plastic behavior of the elements is modeled using the plastic hinge concept, based on a generalized yield criterion. A geometrical stiffness matrix based on semitangential moments is adopted. For elements with plastic hinges at their ends, a elastic-plastic stiffness matrix is derived. An incremental-iterative numerical method is employed which uses the condition of constant work increment to determine the increments of load (Work Cantrol Method). The analysis allows a complete description of the structural response both in the pre and post-critical stages, even in situations in which displacements increase with decreasing loads or vice versa. The formulation was implemented into a computational code in FORTRAN language. Sevoral examples are presented to illustrate the efficiency of the procedures proposed.

O presente trabalho tem como objetivo analisar os esforços em estruturas tridimensionais de edificios altos, quando submetidos a carregamentos horizontais e verticais. A estrutura é idealizada como um conjunto de pilares, paredes e vigas podendo ser dispostos de uma maneira assimétrica no plano da laje e variarem suas propriedades geométricas ao longo da altura. A análise é feita pelo método dos deslocamentos. Admite-se que as lajes em cada nível dos pavimentos tenham o funcionamento de diafragma rígido. São utilizados elementos de barra para representação das vigas e pilares. Para a determinação dos esforços em paredes resistentes são apresentados vários elementos obtidos pela analogia de pórticos. Tais elementos são incorporados ao programa possuindo uma formulação bem simples. / The purpouse of this paper is to analyse the strees in three-dimensional structures of high buildings, when submitted to vertical and horizontal loading. The structure is conceived as a body of columns, walls and beams which can be arranged ia an asymmetric way on the level of the slab and vary their geometric properties along the height. The analyais is made through the displacement method. It is admitted that the slabs on each level of the floor work like diaphragm. Bar elements are used to represent beams and columns. To determine the stresses in resistant walls many elements obtained through portico analyses are presented. Such elements are included in the program and have a simple formulation.

o objetivo deste trabalho é a análise de barragens de gravidade de concreto desde a faseda sua construção até sua completa entrada em serviço. Inicialmente é feita a análise da fase construtiva, onde o problema fundamental é devido às tensões térmicas decorrentes do calor de hidratação. O método dos elementos finitos é empregado para a solução dos problemasde transferência de calor e de tensões. A influência da construção em camadas é introduzidaatravés da redefinição da malha de elementos finitos, logo após o lançamento de cadacamada de concreto. Uma atenção especial é dada ao problema de fissuração em estruturas de concreto simples.Algunsmodelos usuais são apresentados, discutindo-se a eficiência dos mesmos. Os modelosde fissuração distribuída têm sido preferidos, em virtude dos vários inconvenientes apresentados pelas formulações discretas. Esses modelos, entretanto, fornecem resultados dependentesda malha de elementos finitos e alguma consideração adicional deve ser feita para corrigiressas distorções. Normalmente, tenta-se corrigir esse problema através da adoção de umaresistênciaà tração minorada que é definida em função da energia de fratura do material. Neste trabalho, é demonstrado que esse procedimento não é satisfatório e é proposta uma novaformulaçãopara a análise de grandes estruturas de concreto. A análise das tensões na etapa de construção da barragem é feita com o emprego de um modelo constitutivo viscoelástico com envelhecimento para o concreto. Em virtude do envelhecimento,a matriz de rigidez da estrutura é variável no tempo, devendo ser redefinida e triangularizadaem cada instante. Isto leva a um grande esforço computacional, sobretudo, quandoa barragem é construída em muitas camadas. Para evitar esse inconveniente, adota-se um procedimento iterativo que permite que a matriz de rigidez seja redefinida em poucas idadesde referência. Numa segunda etapa da análise, a barragem é submetida à pressão hidrostática e a uma excitação sísmica. A análise dinâmica é realizada considerando-se o movimento do sistema acoplado barragem-reservatório-fundação. O sismo é considerado um processo estocásticonão estacionário e a segurança da estrutura é determinada em relação aos principais modos de falha / Analysis of concrete gravity dams during their construction stages and when they are subjectedto seismicloads is the objective of this work. Initially,thermal stresses due to hidratation heating are computed using the finite. elementmethod to solve the heat transfer and the mechanical problems, respectively. After eachconcrete layer is added during the construction stage, the finite element mesh is redefined. Spetial attention is given to concrete cracking. Some usual models are presented and their efficiencyare discussed. As several difficulties arise when a discrete formulation is used, a distributedmodel is preferred. Results obtained with distributed cracking formulations are usually dependent of the finite element mesh employed in the system; thus, additional assumptionsmay be used in order to avoid such distorsions. Commonly, an equivalent tensile strengthdefined as a function of the material ffacture energy is used, but this procedure is not satisfactoryand a new formulation for large concrete structures is proposed in this work. Stress analysis during construction stages is carried out using a viscoelastic constitutive model including aging effects. As in this case the stiffness matrix is time dependent, as iterative procedure defining the coefficient matrix of the algebric systems of equationsonlyin few time steps is used in order to avoid a significativecomputational effort. In a second stage, the concrete gravity dam is subjected to hydrostatic pressure an to a non stationary stochastic earthquake excitation. The dynamic analysis is accomplished consideringthe coupled system dam-reservoir-foundation and structural safety is determined withrespectto the mainfailure modes.

Neste trabalho abordam-se as questões relevantes de uma avaliação analítica de estruturas acabadas, apresentando-se os aspectos fundamentais quanto à inspeção e verificação da sua segurança. Primeiramente, apresenta-se os métodos de avaliação, enfatizando-se as vantagens e restrições do emprego de cada método. Quanto à inspeção, são apresentados e discutidos os principais ítens que devem ser verificados nas estruturas acabadas. :t:nfasemaior é dada à inspeção da resistência do concreto, discutindo-se aspectos de sua variação nas ~struturas e apresentando-se os métodos de ensaio empregados. É proposta uma metodologia para a inspeção do concreto, racionalizando-se o emprego dos métodos não-destrutivos. Por fim, destaca-se os aspectos teóricos da verificação da segurança nas estruturas acabadas e as principais diferenças quanto à introdução da segurança nos projetos de novas estruturas. / In this work the relevant questions of the analytic evaluationof existing structuresare studied in order to bring out the main featuresregardingthe inspectionof their safety. At first, the evaluation methods are checked, highlighting the advantages and restrictions of the use of each evaluation method. Regarding the inspection, the main items which should be verified in the existing structures are presented and discussed.A greater emphasisis given to the concrete strength inspection, approaching variation aspects of structures and describing the most commonly used testing methods. A methodology to concrete compressive strength inspection is proposed rationalizingthe use of the non-destructivemethods. At last, the theoretical aspects of the safety assessmentof the existingstructuresare dealt with and their main differences regarding the safety cpnsiderations of structure design theory are discussed.

O objetivo deste trabalho é apresentar o desenvolvimento de um modelo computacional, baseado no método dos elementos finitos, para o estudo de estruturas de concreto armado e protendido, sob estados planos de tensão. O modelo computacional utiliza dois procedimentos distintos, baseados em um modelo elasto-viscoplástico. No primeiro, determina-se a resposta da estrutura ao longo do tempo. Considera-se, nesta etapa, que o material possui comportamento viscoelástico. No segundo, busca-se a resposta da estrutura para um carregamento instantâneo, considerando-se o material com um comportamento elastoplástico. Um modelo de camadas superpostas é adotado para melhor representar o comportamento viscoelástico do concreto e da armadura protendida, onde estes materiais são compostos de diversas camadas que sofrem a mesma deformação. Cada camada possui diferentes propriedades mecânicas e a tensão total é obtida pela soma das diferentes contribuições de cada camada. Para representar o concreto fissurado, utiliza-se um modelo de fissuras distribuídas, que leva em conta a contribuição do concreto entre fissuras. Tanto a armadura passiva quanto a armadura de protensão são introduzidas no modelo como uma linha de material mais rígido dentro do elemento de concreto. Considera-se aderência perfeita entre o concreto e o aço. Os deslocamentos ao longo das barras de aço são determinados a partir dos deslocamentos nodais dos elementos de concreto. Desta forma, as matrizes de rigidez das armaduras têm as mesmas dimensões das matrizes de rigidez dos elementos de concreto e ambas são somadas para a obtenção das matrizes de rigidez totais. Para verificar a precisão do modelo computacional, compararam-se resultados numéricos com valores experimentais disponíveis.

Neste trabalho, foram analisadas, implementadas e mostradas as características de uma interface com estrutura de programação genérica para o ambiente Windows, criando facilidades de rapidez, confiabilidade e a apresentação de resultados aos usuários do sistema matemático Maple na criação e uso de aplicações matemáticas. A interface utilizou como modelo de implementação cálculos modais de vigas clássicas de Euler-Bernoulli. O usuário encontra, em um único sistema, cálculo para vigas clássicas, terá uma entrada de dados facilitada de variáveis que serão substituídas automaticamente no programa fonte da viga e a geração de resultados em um ambiente amigável com dados e gráficos mostrados de forma organizados.

O presente trabalho dá continuidade às pesquisas iniciadas em 1973, pelo Laboratório de Aerodinâmica das Construções (LAC) do Curso de Pós-Graduação em Engenharia Civil da UFRGS, para a determinação da velocidade básica do vento no Brasil. Baseia-se em séries artificiais de velocidades do vento, obtidas atraves de uma triagem conveniente das séries de velocidades máximas anuais, registradas em 49 estações meteorológicas da Força Aérea Brasileira (FAB). Admite-se a função de distribuição de probabilidades de Fisher-Tippet II (ou de Frechet), ajustada pelo método da máxima verossimihança. Apresenta-se estudos relativos a problemas associados ás séries de velocidades, tais como: qualidade dos registros, variabilidade dos estimadores dos parâmetros da distribuição de probabilidades, influência da origem dos ventos, efeito da heterogeneidade da rugosidade superficial e influência do intervalo de tempo empregado no registro das velocidades. Além disso, estuda-se a influência dos ventos originados em trovoadas, utilizando-se registros disponiveis na estação da FAB de Porto Alegre. Finalmente, apresenta-s e um mapa do território Nacional contendo as isopletas de rajadas correspondentes às velocidades básicas do vento para o periodo de recorrência de 50 anos. Os resultados constantes no trabalho serviram de base para a elaboração das recomendações do Projeto da Norma NB-5, relativas às cargas acidentais devidas ao vento nas estruturas / This thesis gives continuity to a Research Project began in 1973 at the Laboratorio de Aerodinâmica das Construções, Univ. Federal do Rio Grande do Sul, aimed at the determination of basic wind speeds in Brazil. A Fisher-Tippet II probability distribution function is adjusted by the method of maximum likelihood to wind series recorded at 49 meteorological stations belonging to the Brazilian Air Force (FAB). Several pertinent factors are studied, such as the variability of the estimators, and the influences of storm type, surface roughness, and wind averaging interval. Special attention is focused on the influence of thunderstorm winds, in relation to limited data pertaining to the FAB Porto Alegre Station. Finally, a map of wind speeds for a 50 years mean recurrence period is developed for the entire brazilian territory. These results served as abasis for the design wind speeds recommended in the proposed 1977 Brazilian Code for Wind Loading on buildings and structures, NB-5.