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.

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.

Vibrações significativas podem ser induzidas nas estruturas devido a ação de forças aeroelásticas, podendo causar danos à esta, ou mesmo levá-la à ruína. Tais forças deveriam, pois, ser consideradas desde a fase de projeto, através da inclusão destas cargas nas equações de movimento, principalmente em estruturas mais flexíveis, as quais são mais susceptíveis aos problemas originados pela interação fluido-estrutura. O método da decomposição modal ("Proper Orthogonal Decomposition Method") foi considerado particularmente adequado para representar a ação do vento na determinação da resposta de estruturas em que os efeitos de ressonância são desprezíveis, embora já tenha sido usado para avaliar efeitos dinâmicos. A utilização deste método reduz o esforço computacional empregado na análise estrutural, por não ser necessário considerar os registros completos de pressões flutuantes na aplicação do carregamento devido ao vento. Este trabalho se propõe a avaliar experimentalmente o Método da Decomposição Modal em estruturas que apresentem níveis significativos de vibração, a fim de verificar a validade deste método na recomposição do campo de pressões flutuantes. Para tal, foi adotado como modelo uma placa rígida de um grau de liberdade, apoiada sobre hastes flexíveis, a qual foi ensaiada no Túnel de Vento TV-2 da UFRGS. Ensaios estáticos e dinâmicos foram realizados para aquisição dos registros de pressões flutuantes. Coeficientes de pressão média e coeficientes de pressão quadráticos médios foram calculados para três diferentes condições de rigidez do modelo. A decomposição modal foi aplicada para as pressões medidas, avaliando-se os modos de pressão na superfície do modelo ensaiado. Os coeficientes de pressão média apresentaram uma excelente concordância entre si para os níveis de rigidez analisados. Entretanto, o Método da Decomposição Modal apresentou diferenças ao se comparar os seis primeiros modos de pressão para os ângulos de incidência analisados. Observou-se que há influência da flexibilidade do modelo na aplicação do Método da Decomposição Modal, a qual não atinge níveis expressivos que invalidem a aproximação pelo modelo rígido, para o modelo flexível adotado. / Significant structural vibrations can be induced due to the action of aeroelastic forces which sometimes carry damage or commit the structural operation. These forces should be accounted on the structural equations of motion at a design stage, mainly in structures susceptible to fluid-structure interaction effects. The Proper Orthogonal Decomposition Method (POD) was considered particularly suitable to determine the response of structures in which resonance effects are negligible, but it has also been used to evaluate dynamic effects. The application of such method reduces significantly the computational effort in the analysis, since complete fluctuating pressure records are not needed for an accurate wind load action evaluation. This work proposes the application of the Proper Orthogonal Decomposition Method on structures where fluid-structure interaction problems are present, in order to verify the POD validity in the assessment of fluctuating pressures on models subjected to dynamic response due to wind action. The model used in this study is a single degree of freedom rigid plate, fixed by flexible supports. Experiments were performed in the TV-2 Boundary Layer Wind Tunnel of the UFRGS. Static and dynamic tests were performed for instantaneous pressure measurements acquirement. The mean and RMS pressure coefficients were evaluated for three different stiffness levels. The POD Method was used with the fluctuating pressure measurements for the evaluation of the pressure modes on the model surface. The mean pressure coefficients have presented excellent agreement for each stiffness level. However, the POD Method has presented slight differences when the first six pressure modes are compared for the analyzed wind directions and stiffness levels. It was noticed that the model flexibility affects the Modal Decomposition Method application, but this influence does not attain expressive levels that invalidate the flexible model approximation by the stiff one.

Procedimentos padrões do método dos elementos finitos aplicados à análise não-linear geométrica de estruturas espaciais formadas por perfis de aço de seção transversal de parede fina são empregados. A inclusão da torção não uniforme é feita através da adoção do princípio das áreas setoriais para deslocamentos da seção transversal, requerendo com isto a introdução de um grau de liberdade a mais, o empenamento, aos seis outros graus de liberdade já conhecidos em cada nó do elemento. Utilizando-se como ferramenta básica o princípio dos trabalhos virtuais, a Formulação Lagrangeana Atualizada é empregada para a análise não-linear geométrica. A compatibilidade cinemática das rotações finitas nos nós que ligam elementos em ângulo, no espaço tridimensional, é analisada. Utiliza-se também procedimentos baseados na teoria das rotações finitas para atualizar as rotações nodais de cada elemento O algoritmo empregado para o traçado da curva carga x deslocamento é o do método do controle do deslocamento generalizado proposto por Yang. O método foi implementado em computador e utilizado para o estudo do comportamento de estruturas espaciais considerando-se o empenamento da seção transversal. Pretende-se que os resultados sejam de valor para projetistas que empreguem perfis de aço de seção transversal de parede fina Apresenta-se também exemplos que mostram a eficiência e a aplicabilidade do programa desenvolvido. / Standard procedures of the method of the finite elements applied to geometric analysis space non-linear to formed by profiles steel of transverse section of thin-walled are employed. The inclusion of the nonuniform torsion is made through the adoption of the Principie of the Sectorial Areas for the displacements of the cross section, requesting with that introduction of one more degree of freedom, the warping, at the six other degrees of freedom already known in each of the element. Being used as basic tool the principie of the Virtual Works, the Update Lagrangian Formulation is used for the geometric nonlinear analysis. The compatibility cinematic of the finite rotations m the joints that interconnected elements in angle, the three-dimensíonal space, is analyzed. Procedures based on the theory of the finite rotations to update the end rotations of each element is also used. The algorithm employed for the plan of the load x displacement curve is the generalized displacement control method proposed by Yang. The method was implemented in computer and used for study behavior of space frames structures being considered the warping of the cross section. lt is intended that the results are of value for designers that use profiles of steel of transverse section of thin-walled. Introduce also examples that show efficiency and that applicability of the program.

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.

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.

Neste trabalho foram estudadas as modificações de composição e pH do solo devido à aplicação de correntes de proteção catódica. Determinaram-se perfis de concentração e pH para diferentes densidades de corrente aplicadas e tempo para condições laboratoriais e de campo. A aplicação de corrente catódica eleva o pH no cátodo levando a formação de hidróxidos de Na, K, Fe, Mg e Ca e depósitos de calcáreo na superfície do duto. Por outro lado, íons agressivos, tais como Cl- e SO4 2-, migram para longe da superfície do cátodo. A Espectroscopia de Impedância Eletroquímica (EIS) foi utilizada para avaliar durante 30 dias, o comportamento do aço API 5L X56 com e sem revestimento orgânico (coal tar) em meio alcalino (pH=14), simulando-se a alcalinização localizada da superfície do duto decorrente da proteção catódica. As medidas realizadas sobre o aço sem revestimento indicaram um comportamento controlado inicialmente por difusão passando para transferência de carga e migração em pico ativo. Nas medidas realizadas no aço com revestimento, observou-se um comportamento inicial predominantemente capacitivo, R(RC), o qual evolui para controle por difusão após 24 h de imersão na solução alcalina.Além disso, por meio de EIS, estudou-se o efeito do tamanho das partículas e da distribuição granulométrica dos solos na corrosividade de dutos enterrados. Duas constantes de tempo foram encontradas no espectro de impedância. Uma é atribuída a interface eletrodo / solo (baixa freqüência) e a outra a efeitos de bulk. Foi proposto um circuito equivalente para os dados experimentais que consiste de dois RC’s em série, (RC)(RC). Os resultados mostraram que o solo argiloso é menos resistivo e tem maior facilidade de armazenar carga, provavelmente na superfície hidratada das partículas de solo. / In this work was studied the modifications of composition and pH of the soil due to applied cathodic currents. The pH and concentration profiles for different densities of currents applied and time were investigated for laboratory and field conditions. The cathodic current application raises pH in the cathode leading the formation of hydroxides (Na, K, Fe, Mg and Ca) and deposits of calcareous on the pipeline surface. On the other hand, aggressive ions, such as Cland SO4 2 -, migrate for far of the surface of the cathode. The Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS) was used to evaluate during 30 days, the behavior of steel API 5L X56 with and without organic coating (coal tar) in alkaline environment (pH=14), simulating the alkaline environment due to cathodic protection. The measures carried in the steel without coating had indicated a behavior initially controlled by diffusion after that controlled by charge transference and migration in active peak. In the measures carried through the coated steel, a capacitive behavior was observed, R(RC), which evaluate for diffusion control after 24 h of immersion in the alkaline solution. Moreover, by means of EIS, the effects of the particle size and granulometry of the soils on the corrosion of buried pipelines. Two times constants are found in the impedance spectra. One time constant has been attributed to the electrode-soil interface (low frequency) and the other one to the bulk effects. An equivalent electrical circuit is then proposed to fit experimental data (RC)(RC). The results had shown that clay soil is less resistive and that soil has the ability of storage charge probably hydrates surface of the soil particles.

Neste trabalho se apresenta um procedimento teórico para a avaliação da resposta lateral de estruturas prismáticas sugeitas a ação do vento abordando os fenôrnenos de "galope" e desprendimento de vórtices. Quanto ao fenôrneno de "galope", se obteve curvas experimentais que relacionam a força Fy normal ao plano de vibracão, com o ângulo de ataque a, para seções prismáticas, em escoamento turbulento e não turbulento. Além disto, inclue-se uma discussão sóbre a influência da turbulência e resultados da aplicação do método, comparativamente a outros procedimentos. Uma análise espectral das forças laterais flutuantes atuantes sobre prismas foi levada a têrmo para várias veloctdades do vento e baseada na forma do espectro sugere-se para a sua definição a equação da função densidade de probabilidade de Gauss centrada na frequência de Strouhal. A influência de movimento da estrutura sobre a sua intensidade global e correlação ao longo do seu eixo é discutida, bem como se apresenta uma aplicação do método que inclui redução de amortecimento e forças harmônicas. / This work presents a theoretical approach to the estimation of the lateral response to wind excitation of prismaticis structures including galloping and vortex sheeding . Experimental aerodynamics coefficients, related to aeroelastic instability, were determined for prismatic sections in smocth and turbulent flow and the on set velocity is obtained through an eigenvalue problem solution. It is also present a discussion about turbulence influente in galloping. A espectral analysis of lateral fluctuating forces on oscilating prismatic cylinders were performed in several win velocíties and based on the aspect of the spectre it is suggested its diffenition means of the equation of the Normal distribution centered in the Strouhal frequency. The influence of the tep defflection on the global in tensity and expansive correlation o f the forces are discussed. Finaly, an application of the theoritical method, which include damping reduction and harmonic forces at Strouhal frequencies, is given.

Este trabalho apresenta uma metodologia para obtenção de benchmarks e prontuários de soluções para flexão de placas semi-espessas sob grandes deslocamentos. O modelo de placa de Mindlin foi o empregado para considerar a deformação cisalhante, e soluções semi-analíticas foram obtidas através de uma variação do método de Rayleigh-Ritz. O método, denominado pb- 2, facilita a imposição das condições de contorno cinemáticas, ampliando consideravelmente a aplicabilidade do método de Rayleigh-Ritz convencional. A metodologia foi implementada utilizando programas de computação simbólica, o que permitiu a obtenção de soluções analíticas aproximadas para diversos problemas lineares. A geração de soluções similares no âmbito não linear não foi possível, e neste caso recorreu-se a ajuste de parâmetros para obtenção de superfícies de resposta representativas de um grande número de análises realizadas através do método dos elementos finitos. Esta abordagem permitiu incorporar às soluções as diversas variáveis que influenciam na resposta, particularmente a espessura, razão de aspecto da placa e a compressibilidade do material. Uma nova parametrização do carregamento transversal foi proposta a fim de minimizar a influência da compressibilidade nos resultados para deslocamento central da placa, levando assim a soluções parecidas com as já reportadas para placas finas. Curvas carga ´ deslocamento podem assim ser extraídas diretamente dos ajustes realizados. Resultados para diversos casos de geometria e condições de contorno foram comparados com soluções disponíveis na literatura, mostrando boa concordância. / This work presents a methodology for generating of benchmark solutions and reference formulas for large displacement analysis of thick plates under bending. The Mindlin’s plate model was used to take into account the shear deformability, and semi-analytical solutions were obtained through a variation of the Rayleigh-Ritz method. The method, called pb-2, facilitates the imposition of kinematically admissible conditions, extending considerably the applicability of the conventional Rayleigh-Ritz method. The methodology was implemented in a symbolic computation program, and approximated analytical solutions were generated for linear cases. Similar solutions for non-linear problems were not possible, and in such cases response surfaces were obtained using data provided by finite element analysis. The approach allowed incorporating explicitly to the approximate solution the influence of parameter such as thickness of the plate, aspect ratio of the plate, and the compressibility of the material. A new nondimensional loading is proposed in order to minimize the influence of the compressibility on the response surfaces for central displacement, leading to displacement solutions similar to those reported for thin plates. Load ´ displacement curves can be extracted directly from the fitted response. Results for several cases of geometry and boundary conditions are compared with other available solutions, and good agreement was found.