Tese de doutoramento. Engenharia Electrotécnica e de Computadores. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2008

Esta dissertação faz uma análise prévia da predicação complexa no modelo da Gramática Tradicional; aponta, em seguida, o enfoque das estruturas predicativas complexas à luz da Gramática Gerativa modelo de Princípios & Parâmetros (Chomsky, 1981, 1986). Ressalta que as estruturas sintáticas são projetadas a partir do léxico e correspondem a várias construções de predicação complexa. Mostra que os predicados complexos formados por APs e DPs predicativos apresentam características sintáticas e semânticas diferentes. Focaliza que essas construções superficialmente semelhantes são, em essência, diferentes, porque cada uma delas possui um processo próprio de estruturação interna, do qual decorre um sentido específico. Aponta, essencialmente, dois tipos de estruturas complexas: predicados secundários e miniorações complementos. Os predicados secundários se dividem, ainda, em predicados secundários orientados para o sujeito de [DP IP], predicados secundários orientados para o objeto de [DP VP] e predicados resultativos de [DP VP]. Os predicados secundários de [DP IP] e de [DP VP] e os predicados resultativos de [DP VP] constituem as Small Clauses adjuntas de predicados secundários. Apresenta que é possível encontrar evidências que as estruturas predicativas complexas do PB estão amalgamadas na concepção de Small Clauses nominais. Postula que as estruturas predicativas complexas do PB e as estruturas de Small Clauses nominais são em essência semelhantes. Tais estruturas possuem um mesmo processo de estruturação interna, que são analisadas conforme as configurações das representações sintáticas de cada sentença.

O objetivo desta dissertação é aperfeiçoar procedimentos experimentais que permitam a determinação das propriedades dinâmicas de estruturas complexas, mediante o emprego de modelos em escala reduzida. Estes procedimentos são aplicados para a avaliação do dano em estruturas, através de ensaios dinâmicos não destrutivos. realizada a análise dos materiais e técnicas construtivas adequadas para a simulação do comportamento do concreto armado até a ruptura. Descreve-se o método experimental aplicado na determinação das frequências naturais e modos de vibração de um estádio de futebol. Elaboram-se gráficos da evolução da frequência com o incremento do dano resultante das cargas crescentes aplicadas, assim como também gráficos de fissuras e deslocamentos estáticos. Os resultados do modelo são comparados com soluções numéricas disponíveis e com medições realizadas in loco sobre a estrutura real. / The objective of the thesis is to apply and improve experimental methods to determinate the dynamic properties of complex structures by means of small scale models, in arder to evaluate damage in structures by means of non-destructive dynamics tests Selection of materials and constrution technics to simulate the behavior of reinforced concrete until rupture. The experimental method used to determinate the natural frequencies and vibrations medes of a section of a reinforced concrete football stadium is described. Graphs of the evolution of the frequency with the evolution of damage, resulting from increasing loads, as well as plots of crack distribution and static displacement are presented. The results are compared with available numerical solutions and measurements performed on the real structure.

No presente trabalho estabelecem-se brevemente as bases do método dos elementos finitos e do conceito de elementos isoparamétricos, detalhando-se a formulação e a implementação para os elementos quadriláteros e hexaédricos. Apresentam-se a seguir as características do esquema integrado para tal implementação. Em particular os elementos desenvolvidos serão aplicados em problemas elásticos tridimensionais, em problemas bidimensionais de tensões e deformações ou axissimétricos com carregamento axissimétrico. Incluem-se, finalmente, vários exemplos ilustrativos demonstrando a aplicação prática do desenvolvimento apresentado.

O objetivo deste trabalho é a análise não-linear de pilares de concreto armado com seção transversal e distribuição da armadura arbitrárias, variáveis ao longo do eixo, e com condições genéricas de apoio nas extremidades. A fluência e a retração do concreto são consideradas na análise. A solução é obtida através do método dos elementos finitos, com um modelo em deslocamentos, empregando um algoritmo que usa a rigidez tangente e um algoritmo que -u sa a rigidez secante. ~stãoi ncluidos exemplos de utili~~çãdoo método proposto. / The aim of this work is the nonlinear analysis of reinforced concrete pillars of arbitrary cross se-c tion and reinforcement distribution, variable along the axis, and with arbitrary boundary conditions. Creep and shrinkage of concrete are considered in the analysis. The solution is obtained by the finite element method, using a displacement model. Tangent and secant stiffness approaches are both used. Some examples o£ application of the proposed method are included.

A protensão não aderente é um sistema de pós-tensão caracterizado pela liberdade de deslizamento da armadura em relação ao concreto, ao longo de todo o perfil do cabo, com exceção das ancoragens. Devido à falta de aderência entre aço e concreto, a compatibilidade de deformações dos materiais na seção transversal não existe. O que se verifica é a compatibilidade de deslocamentos, com a equivalência entre os alongamentos do cabo e das fibras de concreto adjacentes ao mesmo. Isto acarreta complexidade no projeto de tais estruturas. No que se refere ao dimensionamento no Estado Limite Último, a tensão atuante nas armaduras não aderentes, também denominada tensão última de protensão, não é, a princípio, conhecida. Para sua obtenção, é fundamental a precisa determinação das curvaturas ao longo do elemento, tornando o desenvolvimento analítico de uma solução, praticamente inviável. Geralmente, são utilizados critérios empíricos para a previsão da tensão última de protensão em armaduras não aderentes. Estes levam em conta na sua formulação, parâmetros considerados como de grande influência no valor da tensão última de protensão. A fim de avaliar a significância de alguns destes fatores no valor da tensão última de protensão, um estudo paramétrico foi realizado. Parâmetros como a taxa de armadura, a tensão efetiva inicial de protensão, a relação entre a altura do elemento e o seu vão e, também, o tipo de carregamento, foram investigados. Para tal, um protótipo foi idealizado por meio de um modelo numérico Este modelo utiliza a formulação de elemento finito do tipo híbrido para pórticos planos, que é caracterizado pela precisa obtenção das curvaturas, e mostrou-se adequado para utilização na presente pesquisa. A análise dos resultados obtidos permitiu a identificação e quantificação da influência dos parâmetros estudados, no valor da tensão última de protensão. A relevância dos valores de tensão obtidos, em função dos parâmetros adotados, na capacidade portante dos elementos, foi também avaliada.

Esta dissertação tem por objetivo contribuir à compreensão dos mecanismos e efeitos de dissipação de energia em estruturas mediante a utilização de materiais viscoelásticos. São obtidas experimentalmente as propriedades destes polímeros termoplásticos enfatizando seu uso como meio de redução das amplitudes de vibrações em estruturas submetidas a ações dinâmicas. Inicialmente, apresenta-se uma breve resenha histórica sobre o uso de materiais viscoelásticos com finalidade de amortecimento estrutural. São descritos modelos reológicos referentes ao comportamento mecânico, químico e térmico e também modelos matemáticos relacionados ao fenômeno do amortecimento necessários para o desenvolvimento do projeto dos amortecedores. A seguir, descreve-se detalhadamente o projeto, construção e análise de dissipadores de energia confeccionados com polímeros termoplásticos, mediante aplicações de carregamentos harmônicos cíclicos, é análisado seu comportamento. Finalmente, faz-se uma análise numérica da influência da incorporação de dissipadores numa estrutura real com problemas de vibrações excessivas. Conclusões sobre a aplicação deste tipo de amortecedor em estruturas em geral são apresentadas.

Com o desenvolvimento de materiais mais resistentes, técnicas construtivas mais modernas e a crescente valorização dos terrenos nos centros das grandes cidades, criou-se um ambiente propício à construção de edificações mais altas, leves, flexíveis, menos amortecidas, e, portanto, mais susceptíveis a problemas associados à resposta dinâmica frente à ação do vento. Em algumas situações, quando há ressonância, a parcela flutuante da resposta estrutural devido à ação do vento pode chegar a representar 2/3 da resposta total. Os métodos analíticos atualmente existentes para determinação da resposta flutuante induzida pela ação do vento geralmente conduzem a resultados pouco confiáveis. Em vista desse fato, os ensaios em túnel de vento ainda são a ferramenta mais precisa e robusta para o estudo do comportamento dinâmico de estruturas civis. Este trabalho apresenta o desenvolvimento de um suporte flexível para ensaios de modelos aeroelásticos de estruturas alteadas, visando a determinação da parcela flutuante da resposta à ação do vento nos dois modos fundamentais de vibração livre (flexão em duas direções ortogonais). Este suporte pode ser empregado em testes de modelos de diferentes geometrias, e permite que, com grande facilidade, sejam ajustados o amortecimento estrutural, rigidez e inércia, individualmente em cada direção. Com o objetivo de verificar o correto funcionamento do equipamento e a validade dos resultados por ele obtidos, foram realizados testes com um modelo do edifício alto padrão “CAARC Standard Tall Building”. No trabalho são apresentados e discutidos os resultados dos ensaios, realizados no Túnel de Vento Professor Joaquim Blessmann, da Universidade Federal do Rio Grande do Sul.

Este trabalho apresenta uma metodologia para simulação e análise de uma combinação veicular de transporte de carga do tipo bitrem. Inicia-se com o desenvolvimento e calibração de um modelo numérico da suspensão do veículo, que é um item fundamental para a análise dinâmica do semi-reboque. Dessa forma garante-se que esse subsistema importante esteja coerente com a realidade facilitando a calibração do modelo dinâmico do veículo completo. Na segunda etapa, definem-se os pavimentos com base em medições de rugosidade realizadas em estradas nacionais e realiza-se uma simulação de tráfego com objetivo de obtenção dos carregamentos na estrutura do veículo analisado. Através da passagem do veículo real e do modelo numérico por um obstáculo conhecido realiza-se uma calibração. Com os carregamentos obtidos realiza-se uma análise via o método dos elementos finitos. Em virtude da complexidade da estrutura utiliza-se uma metodologia global-local para obtenção dos históricos de tensão nos pontos críticos da estrutura em cada pavimento, que são comparados com medições experimentais através de extensiometria em pavimentos similares. Através dos históricos de tensões realiza-se uma análise de confiabilidade quanto à probabilidade de falha por sobrecarga em cada pavimento. Já a análise de fadiga nesses pontos é realizada através de duas metodologias, uma estatística e a segunda clássica. Na metodologia estatística, foi empregado um modelo de acúmulo de dano baseado na freqüência média da excitação. A metodologia clássica utilizada é a de Wöhler e consiste na contagem de ciclos através do método de Rainflow, correção da tensão média por Goodman e cálculo de dano por Palmgren-Miner. As duas metodologias forneceram indicações similares sobre quais pontos são mais criticamente solicitados. / This work presents the development and application of a methodology for simulation and analysis of a bi-train type vehicular composition. Firstly, the numerical model of the suspension subsystem is built and calibrated using experimental data. This enables an easier calibration of the composition model in the dynamic case. In a second phase, several road tracks are defined through measurements accomplished in typical Brazilian roads and to be used in the dynamic simulations of the vehicle. The objective of these simulations is to evaluate the loads acting on the semi-trailer structure. A comparison with experimental results is carried out for the case of the vehicle passing on a known obstacle. Because of the complexity of the actual structure, a global-local finite element analysis is necessary in order to obtain the stress histories at critical points caused by the road roughness. These results are compared with experimental measurements through strain gages in similar roads. A reliability analysis is carried out to evaluate the failure probability due to overloads in each type of road. The fatigue analysis at critical points is accomplished through two methodologies, one statistic based and other based on a classic method. In the statistical methodology, a model of damage accumulation was used, which is based on the medium frequency of the loading. The classic methodology is the well known Wöhler approach, along with Rainflow cycle counting, Goodman medium stress correction and Palmgren-Miner damage prediction. Both methodologies provided similar results about the points more critically loaded.

O presente trabalho tem como objetivo fazer uma revisão dos parâmetros recomendados pela NBR-6118/2003 para avaliar o grau de instabilidade de uma estrutura, frente às combinações de carregamento, principalmente com a presença do carregamento horizontal de vento. São apresentados os parâmetros de instabilidade α e γz, que indicam o grau de atuação dos efeitos de segunda ordem sobre a estrutura. Com estes parâmetros as estruturas são classificadas como de nós fixos, na qual os pilares podem ser dimensionados isoladamente, a partir de uma análise de primeira ordem, e de nós móveis, na qual será obrigatória a consideração da não linearidade geométrica da estrutura e a não linearidade física oriunda dos materiais. Apresentam-se análises de diversas estruturas e discutem-se fatores que modificam o comportamento estrutural e alteram os valores dos parâmetros de instabilidade.