Orientador: Mônica Pinto Barbosa / Banca: Tulio Nogueira Bittencourt / Banca: Rogério de Oliveira Rodrigues / Resumo: Apresenta-se como objeto desta pesquisa o estudo numérico não-linear da ductilidade de vigas de concreto armado convencional e de alto desempenho. Toda a análise numérica é efetuada no código de cálculo baseado no método dos elementos finitos CASTEM 2000, que utiliza o modelo reológico elastoplástico perfeito para o aço, o modelo de Drucker-Prager para o concreto e o método de Newton-Raphson para a solução de sistemas não-lineares. O núcleo deste trabalho concentra-se na obtenção de curvas força - deslocamento e momento - curvatura com a finalidade de quantificar respectivamente os índices de ductilidade global e local das vigas analisadas. De início, confrontam-se as respostas numéricas obtidas com resultados experimentais fornecidos pela literatura a fim de garantir confiabilidade à análise numérica realizada. Posteriormente, efetua-se a determinação da capacidade de deformação inelástica do elemento estrutural em questão, variando-se a resistência à compressão do concreto, a taxa geométrica de armadura longitudinal de tração, a tensão de escoamento das armaduras, o espaçamento entre estribos, a base da seção transversal do elemento estrutural e o efeito escala. Estes parâmetros foram avaliados para dois casos de solicitação: flexão simples tipo I e flexão simples tipo II. O primeiro caso caracteriza-se pela ação de forças simétricas aplicadas à 1/3 e 2/3 do vão e a segunda por uma força centrada no meio do vão. A linha de tendência geral observada foi de uma maior ductilização das vigas sujeitas à flexão simples tipo II, em detrimento às solicitadas por flexão simples tipo I. Quanto ao efeito escala observa-se que a ductilização das vigas é inversamente proporcional à esbeltez das mesmas. / Abstract: The objective of this thesis is the study of the ductility of high and conventional strength reinforced concrete beams by non-linear numerical simulations. The numerical analysis is based on the finite element method implemented in CASTEM 2000. This program uses the constitutive elastoplastic perfect model for the steel, the Drucker-Prager model for the concrete and the Newton-Raphson for the solution of non-linear systems. This work concentrates on the determination of force - displacement and moment - curvature curves with the purpose of quantifying the global and local ductility indexes of the beams. First, the numeric responses are confronted with experimental results found in the literature in order to check the reliability of the numerical analyses. Later, a parametric study is carried on. The inelastic deformation capacity of the structural element is investigated by varying the concrete compressive strength, the longitudinal reinforcement ratio, the yield stress of the reinforcement, the spacing between stirrups, the member section dimensions and the element size. These parameters have been analyzed for two cases: simple type I and simple type II bending. The first case is characterized by the action of applied symmetrical forces to the 1/3 and 2/3 of the beam size and second for a force centered in the middle of the beam size. The general tendency observed points to a high ductilization of the beams subjected to simple type II bending in comparison to the ones subjected to simple type I bending. With respect to the element size, it is noticed that the ductility of the beams is inversely proportional to their slendernesses. / Mestre

Orientador: José Antônio Matthiesen / Banca: José Luiz Pinheiro Melges / Banca: Antonio Alves Dias / Resumo: As pontes mistas com vigas de madeira e tabuleiro de concreto, que constituem uma técnica já bastante estudada pelo meio acadêmico brasileiro, vêm ganhando cada vez mais espaço entre os projetistas e construtores de pontes em estradas vicinais do interior do Brasil. Entretanto, o vão dessas pontes é limitado pelo comprimento das peças de madeira, cujos valores máximos, em geral, ficam em torno de 6 metros para vigas serradas e 12 metros para vigas roliças. Neste contexto, a presente pesquisa propõe um novo sistema estrutural de pontes mistas para vencer vãos da ordem de 15 a 20 metros, constituído por vigas treliçadas de madeira que suportam a laje de concreto armado. O tabuleiro do sistema proposto pode ser executado utilizando, como pré-laje, painéis treliçados pré-moldados auto-portantes, evitando-se escoramentos e, conseqüentemente, reduzindo o tempo e os custos de construção. A laje final é solidarizada às treliças de madeira por intermédio de pinos metálicos de cisalhamento, que fazem com que ambos os materiais trabalhem solidariamente na resistência aos esforços solicitantes, buscando, portanto, a otimização do uso estrutural desses materiais. A principal abordagem desta pesquisa é experimental, com a construção e análise de um modelo físico reduzido na escala 1:4... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Timber-concrete composite structures - TCCS - constitute a technique well studied by the Brazilian academy and have been each time more present among the designers and constructors of bridges in secondary roads in the interior of Brazil. However, the span of these bridges is limited by the length of the timber beams, whose maximum values, in general, are around 6 meters for sawed beams and 12 meters for round beams. In this context, the present research suggests a new structural system of composite bridges, to overcome spans from 15 to 20 meters, built by trussed timber beams that support a reinforced concrete deck. The deck of the system can be executed using precast self-supported trussed panels, preventing props and, consequently, reducing time and costs of construction. The final slab is connected to the trussed beams by metallic shear bolts, which make that both the materials (timber and concrete) work together in the resistance to the requesting efforts, aiming the optimization of the structural use of these materials. This research was based on an experimental approach, with the construction and analysis of a reduced physical model in the scale 1:4, based on a bridge design classified as 30t with a free span of 16 meters. The model was instrumented with strain gauges and... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador: Rogério de Oliveira Rodrigues / Banca: Jefferson Sidney Camacho / Banca: Rodrigo Piernas Andolfato / Resumo: A Engenharia de Estruturas é uma área de grande importância na construção civil, uma vez que sua essência é a otimização de projetos. Para atender essa necessidade, os métodos numéricos são excelentes ferramentas, que auxiliam os profissionais a obterem, com maior agilidade, projetos de alta qualidade, diminuindo custos e prazos. Além disso, a alvenaria estrutural é um sistema que satisfaz essa procura por projetos otimizados, devido à agilidade na construção, com projetos modulados, equipe e equipamentos especializados, que garantem rapidez e diminuição de custos. Nesse cenário, o presente trabalho aborda um procedimento numérico para análise do comportamento não-linear de dois modelos de vigas de alvenaria estrutural submetidos à flexão simples. Um formado somente por blocos canaleta de concreto, sobrepostos em duas fiadas; e outro, composto pela fiada inferior de blocos-canaleta e a superior, por blocos vazados, ambos os modelos grauteados. As vigas foram discretizadas com o elemento finito prismático regular linear, sendo que, para o bloco, a argamassa e o graute, se utilizou o Critério Mohr-Coulomb, para prever a ruptura e os redutores de rigidez baseados na diminuição do módulo de elasticidade. Ao final, foram comparados os resultados numéricos, obtidos com presença e ausência dos redutores de rigidez, com os observados em modelos experimentais desenvolvidos no Núcleo de Ensino e Pesquisa da Alvenaria Estrutural (NEPAE) da Faculdade de Engenharia, Campus de Ilha Solteira, UNESP. As análises numéricas realizadas produziram resultados satisfatórios para os dois modelos de vigas abordados, sendo também possível observar o aumento de rigidez da viga com blocos-canaleta e blocos vazados. / Abstract: The Structural Engineering is a very important area in civil construction, since its essence is the optimization of designs. To attend the actual necessities, the numerical methods come to be excellent tools, which help professionals to obtain, with more agility, high quality designs, reducing the costs and deadlines. Besides, that structural masonry is a system that satisfies the searching for optimized projects, due to its agility in constructions, with modulated designs, specialized staff and equipments that warrant fast and low costs. In this scenario, this paper deals with numerical proceeding for analyzing the nonlinear behavior of two models of structural masonry beams subjected to bending. One, formed only for "U" blocks of concrete overlapping in two rows; and another, composed of channel blocks in the bottom row and the upper row made of hollow blocks, both models entirely grouted. The beams were discretized with linear regular prismatic finite element, and for the block, mortar and grout it was used the Mohr- Coulomb Criteria, to expect the rupture and reducers of rigidity based on the decreasing of strain modulus. In the end, the obtained numerical results with the presence and absence of reducers of rigidity were compared, with those observed in experimental models developed at the Structural Masonry Study and Research Center, Faculty of Engineering Ilha Solteira Campus, UNESP. The accomplished numerical analys produced satisfactory results for the two beam models, and it has been also possible to observe the increase of rigidity in the beam with channel and hollow blocks. / Mestre

Orientador: Geraldo de Freitas Maciel / Banca: Carlos Roberto Minussi / Banca: Luiz Edival Souza / Resumo: Este trabalho dá continuidade e aperfeiçoa um modelo automatizado para estimativa de altura de ondas geradas em lagos de barragens, a partir dos dados característicos de vento. Infere sobre a climatologia dos ventos, a fim de determinar as maiores alturas de ondas e identificar pontos críticos, tanto para a segurança à navegação, quanto para as margens do reservatório. Lagos de barragens, foco desta dissertação são, em sua maioria, dotados de vegetação aquática. Dentro dessa temática, uma busca por modelos capazes de qualificar e quantificar o quão as ondas geradas pelo vento reagem ao atravessar esses obstáculos naturais em termos de oscilação das plantas, presentes nas margens, foi também discutida. Para os propósitos aqui expostos, um aplicativo computacional foi utilizado para a previsão de ondas e estruturado de maneira que pudesse fornecer resultados gráficos de forma automatizada com maior precisão e no menor tempo possível. O software, fruto do desenvolvimento dos estudos da equipe de pesquisa e mais recentemente aprimorado no presente trabalho, batizado de OndisaCAD, integra-se dentro de ambientes CADs, precisamente no AutoCAD da Autodesk, possibilitando, assim, a geração de ótimas interfaces e resultados gráficos. No que tange à dissipação de energia através da vegetação existente nos lagos e suas margens, o aspecto dinâmico associado à própria movimentação da vegetação foi comparado ao comportamento do movimento de vigas engastadas em sua parte inferior, o que permitiu prescrever a movimentação dos organismos vivos (plantas) frente a uma excitação provocada pela passagem de onda / Abstract: This work continues and perfects an automated model for estimating the height of waves generated in lakes dams, entering the characteristic data of the wind. It follows on the climatology of the winds to determine the largest wave heights and identify critical points, for the safety of navigation and margin of the reservoir. Lakes dams, focus of this dissertation are mostly equipped with aquatic vegetation. Inside this subject, a search for models able to qualify and quantify how the waves generated by winds respond to cross these natural barriers in terms of oscillation of plants, present on the margin, was also discussed. For the purposes set out here, a software was used for predicting waves and structured so that could provide automated graphics results with more accurately and with a shortest possible time. The software, due to the development of studies of the research team and more recently extended in the present work, called OndisaCAD, works within CADs environments, specifically in AutoCAD of Autodesk's, allowing the generation of great interfaces and graphical results. With respect to the dissipating energy through the vegetation in the lakes and their margins, the dynamic aspect associated with their movement of the vegetation was compared to the behavior of the movement of beams embedded in its bottom, which allowed to prescribe the movement of living organisms (plants) front of an excitement caused by the passage of a wave / Mestre

Orientador: José Antônio Matthiesen / Banca: Renato Bertolino Junior / Banca: Antonio Alves Dias / Resumo: O estudo em estruturas mistas é dedicado ao emprego do material madeira-concreto em estruturas de pontes, mais precisamente no seu tabuleiro. No entanto, a aplicação desse material no Brasil não está regulamentada por normas que permitam ao engenheiro civil fazer sua aplicação nas estruturas correntes. Com a proposta de viabilizar o uso desse material madeira-concreto esse estudo vem contribuir com um melhor entendimento do comportamento físico da ligação entre os materiais madeira e concreto. O estudo dessa ligação foi realizado quantificando o módulo de deslizamento em corpos-de-prova do tipo "push-out", vigas T e tabuleiro de madeira-concreto. Os resultados experimentais do módulo de deslizamento obtidos por esses três tipos de ensaios foram comparados com os resultados obtidos teoricamente pelo Eurocode 5 (1993). Também, no seguinte estudo foi feito uma simulação numérica do tabuleiro de madeira-concreto usando um programa para análise estrutural baseado no Método dos Elementos Finitos (MEF). Na conclusão dessa pesquisa verificou-se que o comportamento estrutural desse material misto pode-ser calculado usando o Eurocode 5 (1993) e o Método dos Elementos Finitos (MEF). / Abstract: The study of mixed structures is dedicated to the use of timber-concrete material in bridges' structures, more precisely in its tray. However, the application of this material in Brazil is not regulated by standards that allow the civil engineer to make its application in the current structures. With the proposal to make possible the use of this timber-concrete material this study contributes to understand better the physical behavior of the linking between wood and concrete. The study of this connection was carried through quantifying the slip's module in specimens of "push-out" type, T beams and timber-concrete's tray. The experimental results of the slip's module from these three kinds of tests had been compared with the results obtained theoretically for Eurocode 5 (1993). Also, in the following study it was made a mathematical simulation of the wood-concrete's tray using a numerical analysis' program based on the Finite Elements' Method (MEF). In the conclusion of this research it was verified that the structural behavior of this mixed material can to be calculated using Eurocode 5 (1993) and the Method of the Finite Elements (MEF). / Mestre