A cada ano que passa cresce a preocupação quanto à segurança de passageiros em veículos, isso pode ser concluído analisando a crescente exigência através de normas que determinam a resistência estrutural mínima de veículos frente a diferentes carregamentos extremos. Por outro lado, um mercado automobilístico cada vez mais competitivo exige projetos mais leves, econômicos e baratos. A preocupação ambiental também está em evidência. Com essa diversidade de objetivos, muitas vezes contraditórios, que o engenheiro deve levar em consideração ao projetar um veículo, tornou-se árdua tarefa relacionar todos esses conceitos de maneira harmoniosa. Neste contexto, se apresenta nesse trabalho uma proposta de metodologia para a otimização estrutural, utilizando Algoritmo Genético, de um ônibus sob condições de tombamento. O modelo simplificado de elementos finitos do ônibus é construído com elementos de viga e, nos locais com grande deformação plástica localizada, são acrescentadas rótulas plásticas à estrutura. Para caracterizar as rótulas plásticas são utilizados métodos experimentais e numéricos. Desse modelo numérico do ônibus sob tombamento são extraídos parâmetros que compõe as diferentes funções objetivo propostas e, assim, diversos projetos otimizados são analisados, visando encontrar o melhor projeto para cada estudo realizado. Por fim, conclui-se que a metodologia de otimização proposta representa uma ferramenta muito útil e pode ser empregada durante o desenvolvimento de projetos, agilizando o processo e facilitando a tomada de decisões importantes. / The concern about vehicle passengers’ safety increases along the years, this can be concluded analyzing the constant evolution of requirements through standards, defining minimum structural rigidity of vehicles under different extreme loads. Otherwise, highly competitive automotive market demands lighter, economic and cheaper projects. The ambient concern is also in evidence. This diversity of objectives, many times contradictory, that an engineer must handle during a vehicle development, became an arduous task to relate all these concepts in a harmonious way. In this context, is presented in this paper a proposal of methodology for a structural optimization, applying Genetic Algorithm, of a bus rollover. The simplified finite elements model of the bus is constructed with beam elements and, in places with localized large plastic deformation, plastic hinges are added to the structure. Experimental and numerical methods are used to determine the plastic hinge properties. With this numerical model of the bus rollover, parameters are extracted to compose the different proposals of objective functions and, thus, diverse optimized projects are analyzed, aiming to find the optimum project for each study. Finally, is concluded that the optimization methodology proposal represents a useful tool and can be applied during projects’ development, shortening the process and helping on important decisions.

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2016. / Submitted by Fernanda Percia França (fernandafranca@bce.unb.br) on 2017-02-14T16:04:36Z No. of bitstreams: 1 2016_WallisonCarlosdeSousaBarbosa.pdf: 43004139 bytes, checksum: 851a144fda4da944535281a8cb6801a5 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2017-04-04T22:37:02Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_WallisonCarlosdeSousaBarbosa.pdf: 43004139 bytes, checksum: 851a144fda4da944535281a8cb6801a5 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-04-04T22:37:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_WallisonCarlosdeSousaBarbosa.pdf: 43004139 bytes, checksum: 851a144fda4da944535281a8cb6801a5 (MD5) / As estruturas mistas apresentam grandes vantagens quanto a aspectos estruturais e construtivos, sendo os conectores de cisalhamento determinantes para a obtenção da interação entre os materiais (aço e concreto) e para a distribuição dos esforços na estrutura, aproveitandose de forma efetiva da potencialidade de cada material constituinte da estrutura mista. Este trabalho, através de estudos experimentais e numéricos, apresenta o desenvolvimento de um conector de cisalhamento (conector treliçado) proposto para uso em vigas mistas de açoconcreto. O conector proposto é de fácil execução e pode servir como alternativa viável ao uso dos conectores stud bolt ou U. Foi idealizada uma geometria para o conector que propiciasse baixo custo de produção, facilidade de execução, maiores valores de carga resistente, eficiência quanto à resistência aos deslizamentos relativos entre o perfil metálico e a laje de concreto, bem como a eficiência quanto à resistência ao afastamento das lajes em relação ao perfil metálico (uplift). A fim de avaliar o comportamento dos conectores treliçados foram construídos 24 modelos experimentais, para ensaios tipo push-out, considerando diferentes diâmetros e configurações dos conectores de cisalhamento. Modelos numéricos foram idealizados e estudados através do Método dos Elementos Finitos (MEF), utilizando-se o software ANSYS e simulando-se ensaios de push-out em vigas mistas. Os estudos experimentais e numéricos possibilitaram a compreensão do comportamento dos modelos quanto à distribuição de tensões, deslizamento do perfil em relação às lajes dos modelos e afastamento das lajes em relação ao perfil metálico dos modelos. Os resultados das análises experimentais e numéricas proporcionaram uma visão global do funcionamento dos conectores stud e treliçados, com resultados significativos que evidenciaram vantagens do conector treliçado em relação ao conector stud, considerando os parâmetros analisados neste trabalho. / Composite structures present great advantages in regards to structural behavior and the building process, and the shear connectors are the key to achieving interaction between the materials (steel and concrete) and distributing stresses throughout the structure, effectively increasing the potentiality of each material of the composite structure. This work, through experimental and numerical analyses, presents the development of a shear connector (lattice connector) proposed for use in steel-concrete composite beams. The proposed connector is easy to construct and can serve as a viable alternative to the use of the stud bolt or U connectors. Its geometry was conceived in order to bring about low production cost, ease of implementation, high load resistance values and efficiency regarding the relative slip between the metal profile and the concrete slab, as well as the efficiency and resistance to the pulling apart of the slab and the metal profile (uplift). In order to evaluate the behavior of lattice connectors 24 experimental models were built for push-out tests with different diameters and configurations of shear connectors. Numerical models that simulate push-out tests on composite beams were developed and studied through the Finite Element Method (FEM) with the use of the ANSYS software. The experimental and numerical studies made it possible to understand the behavior of the models relative to stress distribution, slip and uplift. The results of the experimental and numerical analyses provided an overview of the functioning of stud connectors and lattice, with significant results that showed advantages of the lattice connector relative to the stud bolt connector, considering the parameters analyzed in this study.

Submitted by Fatima Fonseca (fatima.fonseca@sibi.ufrj.br) on 2017-06-09T16:56:06Z No. of bitstreams: 1 Jose Inacio Dantas.pdf: 2143115 bytes, checksum: bfe0056175da71fca2fb147ee33ec33b (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-09T16:56:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Jose Inacio Dantas.pdf: 2143115 bytes, checksum: bfe0056175da71fca2fb147ee33ec33b (MD5) Previous issue date: 1971-07 / O presente trabalho trata do método dos elementos finitos aplicado a problemas axissimétricos. Nele são expostos conceitos gerais do método e discutidos seus aspectos particulares quando estendido ao problema em questão. Toda a apresentação é feita visando sua automatização através de programa para computador digital, e são descritas as modificações introduzidas em programa já existente na COPPE, tanto para adaptá-lo a essa situação, quanto para incluir-se a geração automática de partes da rede de elementos, além de providências com fins de otimização do tempo de processamento. Alguns problemas específicos são solucionados e debatidos. Finalmente, é feita uma comprovação experimental da convergência do método para a função deslocamento adotada ao problema axissimétrico.

Submitted by Fatima Fonseca (fatima.fonseca@sibi.ufrj.br) on 2017-06-12T15:31:11Z No. of bitstreams: 1 Nagib Charone Filho.pdf: 3557183 bytes, checksum: e7aef9106b1258b9a4f5aebd568f45aa (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-12T15:31:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Nagib Charone Filho.pdf: 3557183 bytes, checksum: e7aef9106b1258b9a4f5aebd568f45aa (MD5) Previous issue date: 1971-07 / Neste trabalho se desenvolve um programa automático para a análise de estruturas reticuladas no espaço. Para a análise dos problemas estruturais, se usa o método da rigidez. São feitas considerações teóricas visando urna alteração compacta e inteiramente geral na matriz de rigidez dos elementos da estrutura. Essas alterações são feitas de modo a se analisar elementos articulados e com secção de variação, inteiramente qualquer. Ao mesmo tempo, se usa técnicas já conhecidas, visando a análise de estruturas com apoios elásticos, efeitos de pré-tensão, variação de temperatura e recalques de apoios, dando assim, o máximo de generalidade possível ao programa. Acoplados ao programa, se encontram rotinas destinadas ao cálculo dos esforços de engastamento perfeito, devidos às cargas aplicadas aos membros, quer os membros tenham secção variável, quer tenham secção constante. / The scope of this paper is to organize a computer program for three dimensional structural frames. The analysis is carried out with the stiffness method. Some arrangements in the stiffness matrix are made in arder to obtain a compact formulation for the problem without loss in generality. These arrangements allow the introduction of hinged members with non-uniform cross section. Also, by using well known techniques , the prograrn allow the introduction of elastic supports, pre-stressing effects, thermal effects and displacements of the supports. This is done in order to give a complete generality to the program. As segments of the program there are subroutines designed to evaluate the reactions of members fixed at both ends, due to external loading. These members may also have non-uniform cross-sections.

Submitted by Fatima Fonseca (fatima.fonseca@sibi.ufrj.br) on 2017-06-12T17:00:10Z No. of bitstreams: 1 Nestor Guimaraes Sousa.pdf: 2850834 bytes, checksum: bdc1b17fc8be2be640c8b3428d6de623 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-12T17:00:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Nestor Guimaraes Sousa.pdf: 2850834 bytes, checksum: bdc1b17fc8be2be640c8b3428d6de623 (MD5) Previous issue date: 1971-07 / Neste trabalho é apresentada a análise, por métodos matriciais, de pórticos planos que podem possuir elementos de eixo curvo e de seção variável, tendo ou não articulações, com utilização dos computadores digitais. São descritos os fundamentos teóricos nos quais se basearam a elaboração de um programa automático para a análise das estruturas em questão. O programa desenvolvido é apresentado através de um diagrama de blocos, simplificado, com explicações sobre as suas várias fases, sendo descritas todas as suas possibilidades quanto aos tipos de estruturas e carregamentos a elas impostos, que podem ser analisados, sendo incluídos exemplos de estruturas calculadas com sua utilização. / The scope of this paper is to analyse plane frames with curved and straight members, with uniform or non-uniform cross section. The matricial analysis technique, together with computer methods, are used to solve the problem. A computer program is organized in such a way to allow introduction of hinges in the different structural members. The first part deals with the theoretical analysis of the structure. All the steps are organized conveniently in order to prepare the elaboration of the computer program. ln the second part we describe the flow chart and discuss all the intermediate steps. The loading conditions and the flexibility of the solution, regarding the geometrical characteristics of the structural members, are analysed. Finally, the method is used to solve some examples and the results are presented.

Submitted by Fatima Fonseca (fatima.fonseca@sibi.ufrj.br) on 2017-06-12T17:43:44Z No. of bitstreams: 1 Newton de Castro.pdf: 5581319 bytes, checksum: d2733a87bc615fcf82540c5125be13af (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-12T17:43:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Newton de Castro.pdf: 5581319 bytes, checksum: d2733a87bc615fcf82540c5125be13af (MD5) Previous issue date: 1971-05 / O presente trabalho tem por finalidade a verificação da resistência ao esforço cortante do concreto leve estrutural. Foram ensaiadas dez vigas de concreto armado nas quais utilizou-se, como agregado graúdo, a argila expandida. As vigas possuíam características geométricas e mecânicas diferentes entre si e foram divididas em dois grupos, de acordo com a hipótese feita para sua rutura: a) esmagamento da biela de concreto; b) escoamento da armadura transversal. Estudou-se a influência da relação M/Th na contribuição do concreto para a resistência ao esforço cortante. Concluiu-se que os atuais critérios de verificação da resistência ao esforço cortante, preconizados pelo "Comité Européen du Béton-Fédération Internationale de la Précontrainte" (CEB-FIP), são aplicáveis também ao concreto leve estrutural. / The scope of the present paper is the study of the shear strength of structural members made of lightweight concrete. Ten lightweight reinforced concrete beams prepared with expanded shale coarse aggregates were tested. The beams were designed in such way that their geometrical and mechanical characteristics were different for each specimen. The set of beams tested were arranged in two different groups regarding the colapse behavior, namely: a) crushing of the concrete web in the direction of the diagonal cracks; b) yield of the web reinforcement. The dependence of the ammount of the shear force supported only by the concrete on the ratio M/Th was investigated. The test results have shown that the specifications suggested by the "Comité Européen du Béton - Fédération Internationale de la Pré-contrainte", for evaluating the allowable shear strength of structural members can also be used for lightweigth reinforced concrete beams.

Submitted by Fatima Fonseca (fatima.fonseca@sibi.ufrj.br) on 2017-06-23T17:07:21Z No. of bitstreams: 1 121737.pdf: 1162072 bytes, checksum: 79c2b88d5b3641bf3781e2ab144bc74e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-23T17:07:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 121737.pdf: 1162072 bytes, checksum: 79c2b88d5b3641bf3781e2ab144bc74e (MD5) Previous issue date: 1969 / O principal problema abordado neste trabalho é a determinação das frequências naturais de vibrações transversais de viga com carga axial, que tem uma massa concentrada e mola, localizadas num ponto qualquer ao longo do comprimento da viga. O caso de uma viga com duas massas e molas é também analisado. Soluções exatas para uma viga com massa concentrada por métodos clássicos foram encontradas por Karman (5) para viga simplesmente apoiada com massa concentrada no ponto médio e por Prescott (6) para viga em balanço com massa concentrada na extremidade livre. A extensão das soluções para o efeito de uma mola pode ser feita por processos clássicos somente para os casos especiais mencionados. Soluções aproximadas para a menor frequência natural de um sistema viga-massa-mola podem ser obtidos pelo método da energia de Rayleigh-Ritz (4,8) mas nem sempre é possível determinar o grau de aproximação. O método utilizado faz uso de uma expansão em termos do conjunto de funções ortogonais associadas com os modos normais de vibração de uma viga. Tal método foi usado para o caso particular de viga em balanço sem carga de compressão com sistema massa-mola por Young (1). / The principal problem undertaken is this work is the determination of the natural frequencies of lateral vibrations of a beam with axial load, wich carries a concentrated mass and spring located at any point along the length of the beam. The case of a beam with two concentrated masses and springs is also analysed. Exact soluctions for a beam with concentratedmass by classical methods was found by Karman (5) for a simply supported beam with concentrated mass at its mid-point and by Prescott (6) for a cantilever beam with concentrated mass at its free end. The extension of the solutions to include the efect of a spring can be made by classical methods only for the special cases mentioned. Aproximate solutions for the lowest natural frequency of a beam, mass, and spring system may be obtained by the Rayleigh-Ritz (4,8) energy methods but it is not always possible to determine the degree of aproximation. The method adopted makes use of a series expansion in terms of the set of orthogonal functions associated with the normal modes of vibration of a beam. Such a method was used for the particular case of an axially unloaded cantilever beam with mass and spring by Young (1).

Submitted by Fatima Fonseca (fatima.fonseca@sibi.ufrj.br) on 2017-06-27T12:19:14Z No. of bitstreams: 1 130158.pdf: 3222523 bytes, checksum: bfd13947750daa6899bbeb64a1b9d4e6 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-27T12:19:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 130158.pdf: 3222523 bytes, checksum: bfd13947750daa6899bbeb64a1b9d4e6 (MD5) Previous issue date: 1972-09 / A finalidade deste trabalho é analisar grelhas com elementos de eixo curvo e secção variável usando métodos matriciais, através do computador. O programa segue basicamente a orientação de Gere e Weaver e desenvolve-se também outro programa para calcular linhas de influência em vigas curvas com elementos circulares, com apoios elásticos. Desenvolvem-se os conceitos teóricos e a adaptação do programa ao caso de elementos curvos de inércia variável, nos primeiros capítulos, e em seguida, apresenta-se a listagem dos programas em linguagem FORTRAN e resolvem-se alguns problemas práticos com a aplicação de ambos. / In the present thesis plane grids with curved members of uniform and non-uniform cross-sections are analysed using matrix techniques. An available program proposed by Gere and Weaver has been extended to analyse them. The author develops a second program for the determination of influence lines in curved beams composed of circular segments, with elastic suports. In the first part of the thesis the theory of curved members with variable cross-section is reviewed. In the second part FORTRAN listings of the two programs are presented and some applications to practical problems.

Submitted by Fatima Fonseca (fatima.fonseca@sibi.ufrj.br) on 2017-06-29T12:05:37Z No. of bitstreams: 1 130558.pdf: 2693244 bytes, checksum: 0dbe6fe54b457bbf0a02df75f232a3ed (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-29T12:05:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 130558.pdf: 2693244 bytes, checksum: 0dbe6fe54b457bbf0a02df75f232a3ed (MD5) Previous issue date: 1972-11 / CNPq / Análise de cascas com forma geométrica arbitrária e estruturas laminares pelo método dos Elementos Finitos, utilizando-se elementos triangulares planos com quinze e também com dezoito graus de liberdade. Inicialmente é feita uma exposição sucinta do método, ressaltando-se seu caráter variacional. Segue-se o estudo do elemento acima mencionado, onde são analisadas cinco opções para formação da matriz de rigidez da estrutura. Elaborou-se um programa automático para um computador IBM/360 MODELO 40H em Linguagem FORTRAN IV, funcionando com três das cinco opções, sendo possível a resolução de estruturas com no máximo 300 nós e 500 elementos. / Analysis of general shells and folded plates by the Finite Element Method, with the use of a plane triangular finite element with fifteen and also with eighteen degrees of freedom. A brief exposition of the Method in which its variational characteristic is pointed, is made at the begining. The development of the foregoing element is pursued with five options for the assemblage of the stiffness matrix of the structural system. An automatic program based upon this finite element is written in FORTRAN IV for an IBM/360 Model 40H computer. With this program it is possible the solution of structural systems with a maximum of 300 points and 500 elements.

Submitted by Fatima Fonseca (fatima.fonseca@sibi.ufrj.br) on 2017-06-29T13:06:46Z No. of bitstreams: 1 122786.pdf: 2214619 bytes, checksum: 4010fa08ca088e3e30c94d23d2aed21f (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-29T13:06:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 122786.pdf: 2214619 bytes, checksum: 4010fa08ca088e3e30c94d23d2aed21f (MD5) Previous issue date: 1970-06 / La détermination automatique des lignes d'influence et des coobes enveloppes des efforts dans les structures soumises à des charges mobiles est le sujet de cette étude. Des considérations théoriques sont-y-faites envisageant l'établissement d'un procedé de calcul pour les lignes d'influence, qui soit applicable à tous les types de structures; la méthode qu'on a employée pour résourdre les problemes de calcul de structures est la méthode des déformations. Le travail a comme compléraent deux programmes d'ordi nateur basés sur la théorie·développée et des sous-routines qui permettent la considération dans les structures en étude; des éléments de section transversale variable. / A automatização da determinação de linhas de influência e envoltórias de esforços em estruturas sujeitas a cargas móveis é tratada neste estudo. São feitas considerações teóricas visando ao estabelecimento de um processo de determinação de linhas de influência, aplicável a qualquer tipo de estrutura, sendo utilizado o método dos deslocamentos para a resolução dos problemas de análise estrutural. O trabalho é complementado com programas para computador eletrônico digital baseados na teoria desenvolvida e com subrotinas que possibilitam a inclusão de elementos com seção transversal variável nas estruturas que se deseja analisar.