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Um estudo sobre reconstrução de carregamentos dinâmicos usando pseudo-inversa de Moore-PenroseSantos, Ariane Rebelato Silva dos January 2018 (has links)
Determinar as forças que estão agindo em um dado sistema é uma questão frequente em dinâmica estrutural, de modo que a reconstrução ou a identificação de carregamento se torna um importante problema de engenharia. Quando um sistema é exposto a um carregamento desconhecido e/ou não se é possível medir diretamente a força atuante nesse sistema, se torna necessária a utilização de métodos inversos. Esta metodologia consiste essencialmente na aplicação de cargas dinâmicas pontuais nos modelos de estudo e posterior recuperação de estimativas dessas cargas nos pontos de interesse. Na prática, há situações em que o número de pontos de interesse diferem do número de pontos testados, sendo assim, a matriz da função de resposta de freqüência (FRF) do sistema resulta retangular, fazendo-se necessário o uso da pseudo-inversa de Moore-Penrose. No presente trabalho, essa metodologia é aplicada a modelos númericos a fim de testar sua eficácia. Os resultados dos processos de reconstrução de carregamento dinâmico utilizando a presente metodologia foram obtidos a partir de aplicações analíticas e numéricas. Além disso, diretrizes para utilização da pseudo-inversa de Moore-Penrose na reconstrução de carregamento dinâmico são apresentadas ao final deste trabalho. / Determining the forces acting on a given system is a frequent issue in structural dynamics, so that load reconstruction or load identification becomes an important engineering problem. When a system is exposed to an unknown load and/or if it is not possible to directly measure the force acting on that system, it is necessary to use inverse methods. This methodology consists essentially in the application of punctuals dynamics load in the study models and later recovery of estimates of these loads at points of interest. In practice, there are situations where the number of points of interest differ from the number of points tested, so the matrix of the frequency response function (FRF) of the system is rectangular, making it necessary to use the pseudo-inverse of Moore-Penrose. In the present work, this methodology is applied to numerical models in order to test their effectiveness. The results of the dynamic load reconstruction processes using the present methodology were obtained from analytical and numerical applications. In addition, guidelines for using Moore-Penrose pseudo-inverse in the dynamic load reconstruction are presented at the end of this work.
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Contribuição ao emprego da mecânica do dano para a análise do comportamento dinâmico não-linear de vigas em concreto armado / Contribution to the application of damage mechanics in non-linear dynamic behaviour analysis of reinforced concrete beamsAraújo, Francisco Adriano de 30 May 2003 (has links)
O trabalho trata da formulação e implementação numérica de um modelo de dano para o concreto. O objetivo é o de reproduzir laços de histerese observados experimentalmente em diagramas de tensão-deformação uniaxiais quando, a partir de um certo nível de solicitação, e dano correspondente, passam-se a realizar ciclos de descarregamento e recarregamento. O modelo propõe que os laços de histerese resultam da dissipação conjunta decorrente do dano evolutivo e do fenômeno de fricção interna nas faces das fissuras. O fenômeno de fricção interna está relacionado à suposição de que as fissuras não se abrem simplesmente por separação formando faces com superfícies lisas, mas tendem a combinar modos de separação e deslizamento segundo superfícies com uma certa rugosidade. O deslizamento entre as faces das fissuras dá origem a uma deformação por escorregamento, assumida como responsável por um comportamento plástico com encruamento cinemático não-linear. A abordagem termodinâmica considerada no sentido de contemplar a danificação e a fricção interna leva à dedução de que a tensão total num ponto do meio com dano resulta dividida em uma parcela dita tensão elasto-danificada e em uma outra denominada tensão de escorregamento, também dependente do nível de danificação da estrutura. Dois tipos básicos de aplicações são realizadas: as primeiras visam avaliar a influência das variáveis de estado e dos parâmetros do material na forma dos diagramas de tensão-deformação. As outras aplicações são dedicadas à utilização do modelo na análise do comportamento dinâmico de uma viga em concreto armado submetida à vibração forçada. Destaca-se o efeito dos laços de histerese sobre o amortecimento estrutural. Mostra-se que a utilização deste modelo de dano leva à geração de um amortecimento estrutural que com os modelos de dano usuais somente poderia ser obtido a partir da utilização do modelo de amortecimento de Rayleigh, por exemplo, na equação do movimento. / This work deals with numerical formulation and implementation of a damage model to concrete. The aim is to reproduce hysteresis loops observed experimentally in uniaxial stress-strain diagram when cycles of unloading and reloading are produced. The model proposes that the hysteresis loops are due to the coupling between the dissipation of damage process and the internal friction phenomenon between the faces of crack lips. The phenomenon of internal friction is related to the supposition that the crack doesn\'t open itself by separation mode creating plane lips, but there is a tendency to combine opening and sliding modes across irregular surfaces. The sliding between the crack surfaces generates a sliding strain, which is assumed as responsible by a plastic behaviour with non-linear kinematics hardening. The thermodynamic approach considering damage and internal friction leads to the deduction that the total stress at a point is composted by one component named elasto-damage stress and another named sliding stress, both dependent of the structure damage level. Two basic kinds of simulation are performed: the first one aims to evaluate the influence of the state variables and the material parameters over the stress-strain diagrams. The following simulations are dedicated to the use of the model in dynamic analysis of a reinforced concrete beam subjected to vibration. It is emphasized the effect of the structural damping from hysteresis loops. It is showed that the present damage model generates structural damping that could only be obtained with conventional damage model by using the Rayleigh damping approach in the equation of motion.
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Análise experimental estática e dinâmica da rigidez de ligações viga-pilar de concreto pré-moldado / Static and dynamic experimental analysis of precast concrete beam-to-column connection stiffnessAlmeida, Sandra Freire de 18 October 2010 (has links)
Em estruturas de concreto pré-moldado, as ligações usualmente apresentam comportamento semi-rígido, apesar desse tipo de vinculação não ser sempre considerado no projeto e análise das estruturas. Ensaios dinâmicos para a determinação da rigidez da ligação apresentam a vantagem de serem não-destrutivos e a possibilidade de serem utilizados na verificação das condições reais de vínculo ou para a avaliação da necessidade de um eventual reforço estrutural. Este trabalho apresenta o desenvolvimento de um método para a análise da deformabilidade de estruturas de concreto baseado em ensaios dinâmicos, focalizando a semi-rigidez das ligações de elementos pré-moldados. Os objetos de estudo específicos são as ligações viga-pilar com capacidade de transmissão de forças e momentos. Em uma etapa preliminar desta pesquisa, realizaram-se ensaios-piloto em diferentes modelos de estruturas de concreto e de aço, em tamanho real e reduzido, com diferentes condições de contorno, para avaliar os instrumentos, equipamentos e sensores disponíveis. A partir da verificação da metodologia experimental proposta, realizou-se um estudo comparativo dos resultados obtidos com ensaios estáticos e dinâmicos em um modelo reduzido de pórtico de concreto pré-moldado, utilizando métodos diretos na obtenção da rigidez da ligação entre os elementos. Na confecção das ligações viga-pilar, foram empregados dispositivos usuais, tais como: dente e consolo, chumbador, almofada de apoio e preenchimento com graute e, posteriormente, aplicados reforços por inserção de laminado de PRFC inseridos no concreto de cobrimento, que permitiu o incremento da resistência e da rigidez à flexão das ligações. A metodologia experimental para determinar a rigidez da ligação viga-pilar envolveu procedimentos diretos, com ensaios dinâmicos de vibração forçada e sinais medidos por acelerômetros, e ensaios estáticos usuais em que se utilizam transdutores de deslocamento e clinômetros. Os resultados dos ensaios com os modelos de concreto, corroborados pelos resultados dos modelos metálicos, demonstram a validade da utilização da metodologia experimental dinâmica para determinação direta da rigidez de ligações. As conclusões obtidas aplicam-se diretamente ao projeto das estruturas e à prática da investigação estrutural, dentro do ambiente acadêmico e da indústria. / Usually precast concrete connections are considered as perfect joints (pinned or rigid), however the real behavior can be intermediate what is called semi-rigid. The use of dynamic tests is an advantage to obtain stiffness values without damaging the structure and can be used to assess the real boundary conditions or verify the need for structural strengthening. This research aims to develop a dynamic experimental procedure to determine the beam-to-column connection stiffness of precast concrete structures directly from accelerometer measured data. The preliminary tests were carried on specimens of real size or reduced scale, as well as concrete or steel connection specimens with different boundary conditions. The experimental tests were conducted in a reduced scale concrete frame composed of precast columns and beam. The frame was tested through dynamic and static methods in order to obtain the beam-to-column stiffness value directly. The beam was connected to the columns by pinned connections, formed by support cushions and dowels. In addition, the connections were strengthened by embedding CFRP strips in the lateral concrete cover, according to NSM technique (Near-Surface Mounted). Experimental static and dynamic tests were done at different loading steps. The results obtained with concrete and steel models show good agreement between static and dynamic tests.
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An adaptive model order reduction for nonlinear dynamical problems. / Um modelo de redução de ordem adaptativo para problemas dinâmicos não-lineares.Nigro, Paulo Salvador Britto 21 March 2014 (has links)
Model order reduction is necessary even in a time where the parallel processing is usual in almost any personal computer. The recent Model Reduction Methods are useful tools nowadays on reducing the problem processing. This work intends to describe a combination between POD (Proper Orthogonal Decomposition) and Ritz vectors that achieve an efficient Galerkin projection that changes during the processing, comparing the development of the error and the convergence rate between the full space and the projection space, in addition to check the stability of the projection space, leading to an adaptive model order reduction for nonlinear dynamical problems more efficient. This model reduction is supported by a secant formulation, which is updated by BFGS (Broyden - Fletcher - Goldfarb - Shanno) method to accelerate convergence of the model, and a tangent formulation to correct the projection space. Furthermore, this research shows that this method permits a correction of the reduced model at low cost, especially when the classical POD is no more efficient to represent accurately the solution. / A Redução de ordem de modelo é necessária, mesmo em uma época onde o processamento paralelo é usado em praticamente qualquer computador pessoal. Os recentes métodos de redução de modelo são ferramentas úteis nos dias de hoje para a redução de processamento de um problema. Este trabalho pretende descrever uma combinação entre POD (Proper Orthogonal Decomposition) e vetores de Ritz para uma projecção de Galerkin eficiente que sofre alterações durante o processamento, comparando o desenvolvimento do erro e a taxa de convergência entre o espaço total e o espaço de projeção, além da verificação de estabilidade do espaço de projeção, levando a uma redução de ordem do modelo adaptativo mais eficiente para problemas dinâmicos não-lineares. Esta redução de modelo é assistida por uma formulação secante, que é atualizado pela formula de BFGS (Broyden - Fletcher- Goldfarb - Shanno) com o intuito de acelerar a convergência do modelo, e uma formulação tangente para a correção do espaço de projeção. Além disso, esta pesquisa mostra que este método permite a correção do modelo reduzido com baixo custo, especialmente quando o clássico POD não é mais eficiente para representar com precisão a solução.
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Um método para verificação formal e dinâmica de sistemas de software concorrentes / A method for formal and dynamic verification of concurrent software systemsSantos, Bruno Roberto 20 May 2016 (has links)
This work presents a method to perform formal and dynamic verification of concurrent software. The objective is to provide a method capable of identifying problems in programs whose execution is based on multiple threads, and analyze behavioral properties. The method is able to detect problems in concurrent software, as well as check conformity of the concurrent software with desirable behavior, based on information collected dynamically, i.e. at runtime. The information collected consists of the software execution flow as well as data about the way communicate the software components during this run. The data collected reflect the software's execution, which ensures greater confidence to the information collected. This information is analyzed to identify deadlocks and race conditions in a process called Dynamic Analysis. In addition, this information is also used to automatically generate a model that describes the behavior of a software, which is used for verification of behavioral properties. This process is called Formal Verification. The automatic model generation eliminates the need for manual construction of the model, which requires much effort and knowledge of formal methods, this can increase costs and development time software. However, the dynamic analysis is known to only perform coverage of the current behavior of competing software systems. Current behavior is one that occurs only during an execution of concurrent software systems, without considering all other possible behaviors from the non-determinism. Due to the non-determinism, concurrent software can produce different results for the same input to each execution of software. Therefore reproduce the behavior that leads to competitive software failure is a complex task. This paper proposes a method to perform formal verification and dynamic concurrent software capable of capturing the non-deterministic behavior of these systems and provide reduced development costs by eliminating the need for manual construction of concurrent software system models. The method is validated by a case study consists of three test software systems. / Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Alagoas / Neste trabalho é apresentado um método para verificação formal e dinâmica de software concorrentes. O objetivo é oferecer um método capaz de identificar problemas inerentes a programas cuja execução baseia-se em múltiplas threads, além de analisar propriedades comportamentais descritas com base nos preceitos da lógica temporal. Propõe-se um método capaz de detectar problemas e verificar formalmente a adequação da execução de sistemas de software concorrentes com relação ao comportamento desejável a tais sistemas, baseando-se em informações coletadas dinamicamente, ou seja, em tempo de execução. As informações coletadas correspondem às sequências de execução de sistemas de software, bem como dados sobre a maneira como se comunicam seus componentes durante sua execução. Os dados colhidos refletem a execução do sistema de software propriamente dito, o que garante maior confiança às informações coletadas. Tais informações são analisadas de modo a identificar impasses e condições de corrida em um processo denominado Análise Dinâmica. Ademais, estas informações também são utilizadas para geração automática de um modelo que descreve o comportamento do sistema de software, o qual é utilizado para verificação de propriedades comportamentais. A este processo de verificação dá-se o nome de Verificação Formal. A geração automática do modelo elimina a necessidade de construção manual do mesmo, que requer muito esforço e conhecimento acerca de métodos formais, isso pode aumentar custos e tempo de desenvolvimento do sistema de software. Entretanto, a análise dinâmica é conhecida por apenas realizar cobertura sobre o comportamento atual de sistemas de software concorrentes, sem considerar a análise de todas as outras possíveis sequências de execuções devido ao não determinismo. Em razão do comportamento não determinístico, sistemas de software concorrentes são capazes de produzir resultados diferentes para a mesma entrada a cada nova execução. Deste modo, reproduzir o comportamento que leva sistemas de software concorrente à falha é uma tarefa complexa. O presente trabalho propõe um método para realizar verificação formal e dinâmica de sistemas de software concorrente capaz de capturar o comportamento não determinístico desses sistemas, além de proporcionar a redução de custos de desenvolvimento através da eliminação da necessidade de construção manual de modelos de sistemas de software concorrente. O método é validado através de um estudo de caso composto por testes em três sistemas de software.
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Um estudo sobre reconstrução de carregamentos dinâmicos usando pseudo-inversa de Moore-PenroseSantos, Ariane Rebelato Silva dos January 2018 (has links)
Determinar as forças que estão agindo em um dado sistema é uma questão frequente em dinâmica estrutural, de modo que a reconstrução ou a identificação de carregamento se torna um importante problema de engenharia. Quando um sistema é exposto a um carregamento desconhecido e/ou não se é possível medir diretamente a força atuante nesse sistema, se torna necessária a utilização de métodos inversos. Esta metodologia consiste essencialmente na aplicação de cargas dinâmicas pontuais nos modelos de estudo e posterior recuperação de estimativas dessas cargas nos pontos de interesse. Na prática, há situações em que o número de pontos de interesse diferem do número de pontos testados, sendo assim, a matriz da função de resposta de freqüência (FRF) do sistema resulta retangular, fazendo-se necessário o uso da pseudo-inversa de Moore-Penrose. No presente trabalho, essa metodologia é aplicada a modelos númericos a fim de testar sua eficácia. Os resultados dos processos de reconstrução de carregamento dinâmico utilizando a presente metodologia foram obtidos a partir de aplicações analíticas e numéricas. Além disso, diretrizes para utilização da pseudo-inversa de Moore-Penrose na reconstrução de carregamento dinâmico são apresentadas ao final deste trabalho. / Determining the forces acting on a given system is a frequent issue in structural dynamics, so that load reconstruction or load identification becomes an important engineering problem. When a system is exposed to an unknown load and/or if it is not possible to directly measure the force acting on that system, it is necessary to use inverse methods. This methodology consists essentially in the application of punctuals dynamics load in the study models and later recovery of estimates of these loads at points of interest. In practice, there are situations where the number of points of interest differ from the number of points tested, so the matrix of the frequency response function (FRF) of the system is rectangular, making it necessary to use the pseudo-inverse of Moore-Penrose. In the present work, this methodology is applied to numerical models in order to test their effectiveness. The results of the dynamic load reconstruction processes using the present methodology were obtained from analytical and numerical applications. In addition, guidelines for using Moore-Penrose pseudo-inverse in the dynamic load reconstruction are presented at the end of this work.
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Modelagem do comportamento dinâmico de passarelas tubulares em aço e mistas (aço-concreto) / Modeling of the dynamic behaviour of composite (steel-concrete) tubular foot bridgesGilvan Lunz Debona 09 December 2011 (has links)
Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro / A experiência dos engenheiros estruturais e os conhecimentos adquiridos pelo uso de materiais e novas tecnologias, têm ocasionado estruturas de aço e mistas (aço-concreto) de passarelas cada vez mais ousadas. Este fato tem gerado estruturas de passarelas esbeltas, e consequentemente, alterando os seus estados de limite de serviço e último associados ao seu projeto. Uma consequência direta desta tendência de projeto é o aumento considerável das vibrações das estruturas. Portanto, a presente investigação foi realizada com base em um modelo de carregamento mais realista, desenvolvido para incorporar os efeitos dinâmicos induzidos pela caminhada de pessoas. O modelo de carregamento considera a subida e a descida da massa efetiva do corpo em cada passo. A posição da carga dinâmica também foi alterada de acordo com a posição do pedestre sobre a estrutura e a função do tempo gerada, possui uma variação espacial e temporal. O efeito do calcanhar do pedestre também foi incorporado na análise. O modelo estrutural investigado baseia-se em uma passarela tubular (aço-concreto), medindo 82,5m. A estrutura é composta por três vãos (32,5 m, 20,0 m e 17,5 m, respectivamente) e dois balanços (7,5 m e 5,0 m, respectivamente). O sistema estrutural é constituído por perfis de aço tubular e uma laje de concreto, e é atualmente utilizada para travessia de pedestres. Esta investigação é realizada com base em resultados experimentais, relacionando a resposta dinâmica da passarela com as obtidas via modelos de elementos finitos. O modelo computacional proposto adota as técnicas de refinamento de malha, usualmente presente em simulações pelo método de elementos finitos. O modelo de elementos finitos foi desenvolvido e validado com resultados experimentais. Este modelo de passarela tubular permitiu uma avaliação dinâmica completa, investigando especialmente ao conforto humano e seus limites de utilização associados à vibração. A resposta dinâmica do sistema, em termos de acelerações de pico, foi obtida e comparada com os valores limites propostos por diversos autores e padrões de projeto. As acelerações de pico encontradas na presente análise indicou que a passarela tubular investigada apresentou problemas relacionados com o conforto humano. Por isso, foi detectado que este tipo de estrutura pode atingir níveis de vibrações excessivas que podem comprometer o conforto do usuário na passarela e especialmente a sua segurança. / The structural engineers experience and knowledge allied by the use newly developed materials and technologies have produced steel and composite (steel-concrete) footbridges with daring structures. This fact have generated very slender structural footbridges and consequently changed the serviceability and ultimate limit states associated to their design. A direct consequence of this design trend is a considerable increase of structural vibrations. Therefore, the present investigation was carried out based on a more realistic load model developed to incorporate the dynamic effects induced by people walking. The load model considered the ascent and descending movement of the human body effective mass at each step. The position of the dynamic load was also changed according to the individual position and the generated time function, having a space and time description. The effect of the human heel was also incorporated in the analysis. The investigated structural model was based on a tubular composite (steel-concrete) footbridge, spanning 82.5 m. The structure is composed by three spans (32.5 m, 17.5 m and 20.0 m, respectively) and two overhangs (7.5 m and 5.0 m, respectively). The structural system is constituted by tubular steel sections and a concrete slab and is currently used for pedestrian crossing. This investigation is carried out based on correlations between the experimental results related to the footbridge dynamic response and those obtained with finite element models. The proposed computational model adopted the usual mesh refinement techniques present in finite element method simulations. The finite element model has been developed and validated with the experimental results. This model enabled a complete dynamic evaluation of the investigated tubular footbridge especially in terms of human comfort and its associated vibration serviceability limit states. The system dynamic response, in terms of peak accelerations, was obtained and compared to the limiting values proposed by several authors and design standards. The peak accelerations found in the present analysis indicated that the investigated tubular footbridge presented problems related with human comfort. Hence it was detected that this type of structure can reach high vibration levels that can compromise the footbridge users comfort and especially its safety.
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Análise da resposta dinâmica de passarelas de pedestres considerando-se uma modelagem probabilística do caminhar humano. / Analysis of the dynamic response of footbridges considering a probabilistic modeling of human gait.Jorge Maurício dos Santos Souza 11 October 2012 (has links)
Nowadays, the pedestrian footbridges present greater slenderness and have been constructed with increasingly daring structures. This fact have generated very slender footbridges and consequently changed the serviceability and ultimate limit states associated to their design. Therefore, in this investigation, the walking loading was modelled based on a probabilistic approach, in order to describe the walking force in a given pedestrian population, aiming a human comfort analysis. The pedestrian walking dynamic action is modelled considering the random nature of the following parameters: pedestrian weight, step frequency and dynamic coefficients. The mathematical model is then applied to calculate the probability of having the structure dynamic response in a particular acceleration range. The investigated structural model is associated to a steel-concrete composite footbridge, built in the campus of the Institute of Traumatology and Orthopaedics (INTO), at the city of Rio de Janeiro, Brazil. Based on the use of probabilistic methods, it was possible to determine whether the footbridge peak accelerations exceed or not the human comfort criteria established in the design standards and recommendations. The results have indicated that the peak accelerations calculated based on the deterministic methods may be overestimated in some design situations / Passarelas de pedestres com arquitetura moderna, esbeltas e leves são uma constante nos dias atuais, apresentando grandes vãos e novos materiais. Este arrojo arquitetônico tem gerado inúmeros problemas de vibrações excessivas, especialmente sobre passarelas mistas (aço-concreto). As normas e recomendações de projeto consideram, ainda, que as forças induzidas pelo caminhar humano são determinísticas. Todavia, o caminhar humano e as respectivas forças dinâmicas geradas apresentam comportamento randômico. Deste modo, o presente trabalho de pesquisa objetiva contribuir com os projetistas estruturais, a partir do emprego de uma abordagem probabilística para avaliação do estado limite de utilização deste tipo de estrutura, associado a vibrações excessivas que podem vir a causar desconforto humano. Para tal, utiliza-se como modelo estrutural uma passarela de pedestres mista (aço-concreto) construída no campus do Instituto de Traumatologia e Ortopedia (INTO), na cidade do Rio de Janeiro. Com base na utilização dos métodos probabilísticos, torna-se possível determinar a probabilidade dos valores das acelerações de pico da estrutura ultrapassarem ou não os critérios de conforto humano estabelecidos em normas e recomendações de projeto. Os resultados apontam para o fato de que os valores das acelerações de pico calculadas com base exclusivamente nos métodos determinísticos podem ser superestimados em algumas situações de projeto.
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Previsão do comportamento estático e dinâmico de estruturas de máquinas operatrizesSerra, José Oscar Barreto 12 1900 (has links)
Submitted by maria angelica Varella (angelica@sibi.ufrj.br) on 2018-01-16T13:44:52Z
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Previous issue date: 1972-12 / É formulado o método das flexibilidades, com uma aplicação imediata à análise estática e dinâmica de estruturas de máquinas operatrizes. É apresentado também um programa para computador, capaz de prever as deformações estáticas, as frequências e os modos naturais da vibração de tais estruturas, a partir de seus desenhos de projeto. / The flexibility method is formulated with an immediato application to the stitic and dynamic analysis of mochine tool structures. There is also presented a computer program for predicting from design drawings the static deformations and the natural froequencias and modes of vibration of such structures.
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Modelagem do comportamento dinâmico de passarelas tubulares em aço e mistas (aço-concreto) / Modeling of the dynamic behaviour of composite (steel-concrete) tubular foot bridgesGilvan Lunz Debona 09 December 2011 (has links)
Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro / A experiência dos engenheiros estruturais e os conhecimentos adquiridos pelo uso de materiais e novas tecnologias, têm ocasionado estruturas de aço e mistas (aço-concreto) de passarelas cada vez mais ousadas. Este fato tem gerado estruturas de passarelas esbeltas, e consequentemente, alterando os seus estados de limite de serviço e último associados ao seu projeto. Uma consequência direta desta tendência de projeto é o aumento considerável das vibrações das estruturas. Portanto, a presente investigação foi realizada com base em um modelo de carregamento mais realista, desenvolvido para incorporar os efeitos dinâmicos induzidos pela caminhada de pessoas. O modelo de carregamento considera a subida e a descida da massa efetiva do corpo em cada passo. A posição da carga dinâmica também foi alterada de acordo com a posição do pedestre sobre a estrutura e a função do tempo gerada, possui uma variação espacial e temporal. O efeito do calcanhar do pedestre também foi incorporado na análise. O modelo estrutural investigado baseia-se em uma passarela tubular (aço-concreto), medindo 82,5m. A estrutura é composta por três vãos (32,5 m, 20,0 m e 17,5 m, respectivamente) e dois balanços (7,5 m e 5,0 m, respectivamente). O sistema estrutural é constituído por perfis de aço tubular e uma laje de concreto, e é atualmente utilizada para travessia de pedestres. Esta investigação é realizada com base em resultados experimentais, relacionando a resposta dinâmica da passarela com as obtidas via modelos de elementos finitos. O modelo computacional proposto adota as técnicas de refinamento de malha, usualmente presente em simulações pelo método de elementos finitos. O modelo de elementos finitos foi desenvolvido e validado com resultados experimentais. Este modelo de passarela tubular permitiu uma avaliação dinâmica completa, investigando especialmente ao conforto humano e seus limites de utilização associados à vibração. A resposta dinâmica do sistema, em termos de acelerações de pico, foi obtida e comparada com os valores limites propostos por diversos autores e padrões de projeto. As acelerações de pico encontradas na presente análise indicou que a passarela tubular investigada apresentou problemas relacionados com o conforto humano. Por isso, foi detectado que este tipo de estrutura pode atingir níveis de vibrações excessivas que podem comprometer o conforto do usuário na passarela e especialmente a sua segurança. / The structural engineers experience and knowledge allied by the use newly developed materials and technologies have produced steel and composite (steel-concrete) footbridges with daring structures. This fact have generated very slender structural footbridges and consequently changed the serviceability and ultimate limit states associated to their design. A direct consequence of this design trend is a considerable increase of structural vibrations. Therefore, the present investigation was carried out based on a more realistic load model developed to incorporate the dynamic effects induced by people walking. The load model considered the ascent and descending movement of the human body effective mass at each step. The position of the dynamic load was also changed according to the individual position and the generated time function, having a space and time description. The effect of the human heel was also incorporated in the analysis. The investigated structural model was based on a tubular composite (steel-concrete) footbridge, spanning 82.5 m. The structure is composed by three spans (32.5 m, 17.5 m and 20.0 m, respectively) and two overhangs (7.5 m and 5.0 m, respectively). The structural system is constituted by tubular steel sections and a concrete slab and is currently used for pedestrian crossing. This investigation is carried out based on correlations between the experimental results related to the footbridge dynamic response and those obtained with finite element models. The proposed computational model adopted the usual mesh refinement techniques present in finite element method simulations. The finite element model has been developed and validated with the experimental results. This model enabled a complete dynamic evaluation of the investigated tubular footbridge especially in terms of human comfort and its associated vibration serviceability limit states. The system dynamic response, in terms of peak accelerations, was obtained and compared to the limiting values proposed by several authors and design standards. The peak accelerations found in the present analysis indicated that the investigated tubular footbridge presented problems related with human comfort. Hence it was detected that this type of structure can reach high vibration levels that can compromise the footbridge users comfort and especially its safety.
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