Submitted by Fatima Fonseca (fatima.fonseca@sibi.ufrj.br) on 2018-01-04T15:56:15Z No. of bitstreams: 1 159231.pdf: 1382971 bytes, checksum: 0da74d84ce55b50e663888db97aa6407 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-01-04T15:56:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 159231.pdf: 1382971 bytes, checksum: 0da74d84ce55b50e663888db97aa6407 (MD5) Previous issue date: 1983-03 / Avaliam-se neste trabalho, as principais características numéricas dos algoritmos de integração direta para a análise dinâmica não-linear pelo Método dos Elementos Finitos. Este estudo inclui o Método de Newmark e Diferença Central. Analisa-se também o tratamento das parcelas não-lineares como pseudo-forças. Alguns procedimentos iterativos para a verificação de equilíbrio dinâmico e estabilidade dos algoritmos, baseados no conceito de conservação de energia, são examinados e confrontados com os critérios usualmente implementados. Diversos resultados são apresentados e discutidos, com a finalidade de se fornecer subsídios para as análises de problemas práticos da engenharia. / ln this work we study numerical aspects of direct integration algorithms for non-linear dynamic analysis by the Finite Element Method. Included here are the Newmark Method, the Central Difference Method and also the treatment of the non-linear terms as pseudo-forces. Some criteria based on energy conservation concepts which are used to check both the dynamic equilibrium and algorithm stability are examined and compared with criteria usually employed. Numerical results are presented and discussed in order to provide practical guidelines to the analysis of engineering problems.

Submitted by Fatima Fonseca (fatima.fonseca@sibi.ufrj.br) on 2018-01-04T16:38:19Z No. of bitstreams: 1 160041.pdf: 2796191 bytes, checksum: 8564e863625d59cc312c463ce3bc18e4 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-01-04T16:38:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 160041.pdf: 2796191 bytes, checksum: 8564e863625d59cc312c463ce3bc18e4 (MD5) Previous issue date: 1983-08 / Nos problemas que envolvem a interação de diversos meios, é vantajoso tratar as regiões de características diferentes através de algoritmos implícitos e explícitos simultaneamente. O objetivo do presente trabalho é estudar um algoritmo misto de integração no tempo das equações gerais da dinâmica, aplicado a problemas não-lineares. A integração explícita é efetuada pelo Método da Diferença Central, enquanto que a implícita, pelo Operador de Newmark. A análise é dirigida a sistemas rígido-flexíveis, tais como os associados a problemas de interação solo-fluido-estrutura. Nos casos de interação fluido-estrutura, examina-se a possibilidade de se desprezar a contribuição da rigidez do domínio fluido. Utilizam-se elementos finitos isoparamétricos de variado número de pontos nodais. As matrizes de massa são do tipo discreta e agrupada a partir da matriz de massa consistente. Alguns exemplos são apresentados e seus resultados comparados com os procedimentos usuais. / In the analysis of interaction problems is advantageous to treat each region by implicit or explicit algorithms implemented in the same computational program. The objective of the present work is to study a mixed time integration algorithm applied to non-linear problems. The explicit integration is obtained by the Central Difference Method, while the implicit uses the Newmark Operator. Rigid-flexible systems, as soil-fluid-structures problems, are analysed. In the fluid-structure interaction, the stiffness contribution of fluid domains is disconsidered in order to improve the efficienty of a full implicit algorithm Isoparametric finite elements with variable nodal points are used. Lumped or diagonal mass matrix based in the consistent mass matrix are utilized. Some examples are presented and the results are obtained by implicit, explicit and implicit-explicit analysis.

Submitted by Fatima Fonseca (fatima.fonseca@sibi.ufrj.br) on 2018-01-04T17:26:05Z No. of bitstreams: 1 158105.pdf: 3580579 bytes, checksum: 88c238ca3c961ba5a74de0eabee6e18c (MD5) / Made available in DSpace on 2018-01-04T17:26:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 158105.pdf: 3580579 bytes, checksum: 88c238ca3c961ba5a74de0eabee6e18c (MD5) Previous issue date: 1983-02 / O presente trabalho tem por objetivo a verificação experimental da solução teórica apresentada em [1] para o cálculo dos efeitos da retração em peças de concreto armado (tensões no concreto e na armadura e curvatura da peça). Com esse objetivo foram confeccionadas sete peças, todas com as mesmas dimensões, sendo duas não armadas e as outras cinco armadas, tendo como parâmetros variáveis a porcentagem de armadura e sua distribuição na seção transversal. Confeccionaram-se, também, corpos de prova para controle das características do concreto ao longo do tempo. Foram efetuadas medições de deformações específicas no concreto e na armadura. Com base na comparação dos resultados experimentais com resultados teóricos obtidos através da solução proposta em [1] são apresentadas algumas conclusões sobre aquela solução. / The aim of this work was to check the applicability of the solution presented in [1] for the calculation of shrinkage effects in reinforced concrete members (stresses in the concrete and in the reinforcement and curvature). For that, seven models of the same dimensions were cast. Two of them were unreinforced and five reinforced, having as variable parameters the percentage of reinforcement and its distribution in the cross-section. Standard samples were also molded in order to determine the characteristics of the concrete along the time. Strains were measured in the concrete and in the reinforcement. Based on comparisons between the experimental results and the theoretical ones derived from the solution proposed in [1], some conclusions related to that solution are presented.

Submitted by Fatima Fonseca (fatima.fonseca@sibi.ufrj.br) on 2018-01-05T12:21:49Z No. of bitstreams: 1 160163.pdf: 1567310 bytes, checksum: e38778bf82f38a1d53aa8d1e53557b36 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-01-05T12:21:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 160163.pdf: 1567310 bytes, checksum: e38778bf82f38a1d53aa8d1e53557b36 (MD5) Previous issue date: 1983-10 / O presente trabalho é um estudo comparativo de algoritmos de integração direta para problemas lineares bi-dimensionais de condução de calor transiente. A discretização espacial do sistema de equações diferenciais do problema foi feita utilizando o Método dos Elementos Finitos, em particular, para o elemento isoparamétrico parabólico. Na discretização temporal foram utilizados os Algoritmos Hermitianos de Integração Numérica. Um programa de computador em FORTRAN foi desenvolvido para a resolução dos exemplos ilustrativos e de aplicação prática no sentido de estudar as propriedades e eficiência computacional das expansões linear e cúbica dos Algoritmos Hermitianos. / A comparative study of direct integration algorithms was developed in this work for linear two-dimensional transient heat conduction problems. The system of diferential equations of the problem was integrated, in space, by the use of the Finite Element Discretization Technique, using the curved isoparametric "quadrilateral" element. For time discretization, the Hermitians-Operators were used. The development of a digital computer program in FORTRAN was done and several examples were given to illustrate the properties and computational effort of the linear and cubic expansions of the Hermitians-Operators.

Submitted by Fatima Fonseca (fatima.fonseca@sibi.ufrj.br) on 2018-01-05T12:49:28Z No. of bitstreams: 1 158234.pdf: 4030428 bytes, checksum: 0ef6f2500dc67041b4254413f6e4530e (MD5) / Made available in DSpace on 2018-01-05T12:49:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 158234.pdf: 4030428 bytes, checksum: 0ef6f2500dc67041b4254413f6e4530e (MD5) Previous issue date: 1983-02 / Um método geral de cálculo dos esforços internos assim como dos deslocamentos generalizados em estacas verticais, pertencentes a um grupo, é desenvolvido neste trabalho com a intenção de considerar os efeitos da interação entre estacas através de um único meio homogêneo. A análise é toda linear e elástica. Um programa de computador em linguagem Fortran IV, decorrente do método, é fornecido. As estacas foram consideradas unidas por um bloco rígido, engastadas tanto no bloco como na base e sujeitas a um carregamento qualquer concentrado no bloco. O meio homogêneo foi simulado por um sólido limitado por dois planos de contorno, um livre e outro restringido. A obtenção das forças de ligação entre estaca e solo, feita através do método da flexibilidade, constitui o processo básico do método. A solução para meio homogêneo é obtida por um processo numérico, utilizando, como solução básica, as equações de Kelvin. Os resultados obtidos pelo programa, para estacas isoladas, foram comparados com a solução da teoria da viga sob base elástica. Efeitos de grupo para 2 e 4 estacas foram também estudados. / A genral method of solution for vertically loaded pile groups, embedded in an homogeneous linear elastic medium, is presented in this work, with the intention of predicting displacents, rotations and forces distribution along the piles, considering pile-soil interaction. The present analysis is assumed to be completely linear elastic. A computer Fortran IV program, using the present method, is also provided. The piles are considered to be linked by a rigid cap on top fixed at both ends, embedded in the soil mass and subjected to any combination of concentrated loads on the cap. The soil mass is assumed to be a solid, bounded by two planes, free on top and restrained on tip. The soil reactions upon the piles are obtained by the flexibility method, where the linking forces between piles and soil are determined. The elementary solution chosen to obtain the solid mass stress and displacement field is Kelvin's. The results are compared, whenever possible, to the solution obtained by the modulus of subgrade reaction method. Groups effects for two and four pile were also studied.

Submitted by Fatima Fonseca (fatima.fonseca@sibi.ufrj.br) on 2018-01-05T16:22:52Z No. of bitstreams: 1 159159.pdf: 3468915 bytes, checksum: 60cce3fc1cb0bf6f9a71f306d69dae8f (MD5) / Made available in DSpace on 2018-01-05T16:22:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 159159.pdf: 3468915 bytes, checksum: 60cce3fc1cb0bf6f9a71f306d69dae8f (MD5) Previous issue date: 1983-03 / Este trabalho apresenta um programa de computador para a determinação da capacidade portante de pilares de concreto armado de acordo com o método da coluna-modelo do CEB-FIP. Este programa emprega dois procedimentos incrementais-iterativos: um com controle de carga e outro com controle de curvatura. O segundo procedimento é utilizado quando a convergência do primeiro se torna muito lenta e também para a obtenção do ramo descendente da curva carga-flecha. Tanto a influência das flechas no equilíbrio do pilar como as relações não-lineares tensão-deformação dos materiais são consideradas na análise. O método do ''reduced modulus'' é empregado para levar em conta os efeitos da fluência. O programa de computador é diretamente aplicável a pilar isostático sujeito a esforço normal constante ao longo de seu comprimento, cuja seção transversal (concreto e armadura) é constante e simétrica em relação ao plano das cargas e cuja deformada não apresenta ponto de inflexão e é tangente à vertical na seção mais solicitada. Este programa pode ser utilizado para determinar, para um dado pilar, a capacidade portante em curta, em longa ou em longa e curta duração. Ele fornece os valores da capacidade portante de acordo com o método da coluna-modelo e com o método da coluna-modelo melhorado. São apresentados alguns exemplos ilustrativos e algumas tabelas que fornecem o momento último de primeira ordem. / This thesis presents a computer program for the determination of the load-bearing capacity of reinforced concrete columns according to the CEB-FIP's model column method. This program employs two incremental-iterative procedures: a load controlled procedure and a curvature controlled one. The second procedure is used when the convergence of the first one becomes slow and also in the determination of the descending branch of the load-displacement curve. Both the influence of the displacements on the equilibrium of the column and the non-linear stress-strain relations for the materials are considered in the analysis. The reduced modulus method is used to account for the creep effects. The computer program is directly applicable to an isostatic column subjected to a constant axial force along its length, whose cross-section (concrete and reinforcement) is constant and symmetrical with respect to the plane of the loads and whose deflection curve doesn't have an inflection point and is tangent to the vertical line in the most heavily stressed section. This program can be used to determine the loadbearing capacity for a given column under the action of either short, long or long-short-time loading. It gives the values of the load-bearing capacity according to both the model column method and the improved model column method. Some illustrative examples and some tables giving the first order moment capacities are presented.

Submitted by Fatima Fonseca (fatima.fonseca@sibi.ufrj.br) on 2018-01-08T14:25:16Z No. of bitstreams: 1 160367.pdf: 2195537 bytes, checksum: 3b8eb4e4707291416a210a371c2a2586 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-01-08T14:25:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 160367.pdf: 2195537 bytes, checksum: 3b8eb4e4707291416a210a371c2a2586 (MD5) Previous issue date: 1984-01 / O presente trabalho trata da análise dinâmica não-linear da interação solo-estrutura em plataforma marítima, tanto durante sua instalação quanto em condições de operação. Desta forma desenvolveu-se um modelo numérico para a representação das propriedades plásticas e reológicas fundamentais do solo, e que possibilita ainda, o emprego de relações constitutivas completas. Estudam-se, portanto, diversas aplicações a problemas da dinâmica estrutural e propagação de ondas, que foram solucionadas através de uma formulação implícita incremental iterativa das equações não-lineares de movimento. Finalmente, apresentam-se algumas conclusões quanto ao desempenho dos procedimentos desenvolvidos e efetuam-se considerações sobre desenvolvimentos futuros nesta área. / This work deals with the dynamic nonlinear analysis of soil-structure interaction in offshore platforms, during its installation and operation. Hence, it was developed a numerical model to allow the representation of the soil fundamental plastic and rheological properties. This model also enhances the utilization of complete constitutive relations for soil. Several applications in structural dynamics and wave propagation problems were studied. They were solved by an implicit incremental-iterative formulation for the nonlinear movement equations. Finally, some conclusions regarding the performance of the developed numerical procedures are presented, and some considerations on further developments in this field are mentioned.

Submitted by Fatima Fonseca (fatima.fonseca@sibi.ufrj.br) on 2018-01-08T14:44:32Z No. of bitstreams: 1 160433.pdf: 3136301 bytes, checksum: 7c9fd77c1a30207db36abe321a332d73 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-01-08T14:44:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 160433.pdf: 3136301 bytes, checksum: 7c9fd77c1a30207db36abe321a332d73 (MD5) Previous issue date: 1984-02 / Este trabalho tem por objetivo apresentar procedimentos de análise dinâmica para avaliação do dano provocado em juntas soldadas de estruturas metálicas, submetidas a solicitações dinâmicas de caráter determinístico ou aleatório, através do Método dos Elementos Finitos. A análise determinística permite a obtenção da resposta permanente da estrutura no domínio da frequência, através do Método de Superposição Modal. Para frequências altas de excitação é empregado o Método Direto no domínio da frequência. A análise aleatória permite obter a resposta de sistemas lineares submetidos a excitações de caráter ergódico associados a processos Gaussianos. A avaliação do dano acumulado é feita através da Regra de Miner, determinando-se as tensões efetivas com uso dos fatores de concentração de tensões. Elaborou-se um programa em linguagem FORTRAN, implementado no computador Burroughs 6700, que permite determinar a resposta de sistemas estruturais lineares às solicitações dinâmicas e avaliar a vida útil das juntas soldadas. / This work presents a procedure to the dynarnic analysis for deterrnination of fatigue damage occurring in welded tubular joints of steel structures submited to deterministic and random loading, by the Finite Element Method. The deterministic approach furnishes the steady-state response, in the frequency dornain, by the Modal Superposition Method. For high exciting frequencies the Direct Method in the frequency domain is applied. The randon analysis furnishes the response of linear systems subjected to ergodic excitations, associated with Gaussian processes. The total fatigue damage is determined by the Miner's rule, applying the Stress Concentration Factors (SCF) for the hot-spot stress determination. A computer program has been developed, using FORTRAN language and implemented in the Burroughs 6700. This program allows the determination of linear systems response to dynamic loading and the fatigue damage of welded tubular joints.

Submitted by Fatima Fonseca (fatima.fonseca@sibi.ufrj.br) on 2018-01-08T15:09:22Z No. of bitstreams: 1 160818.pdf: 2595606 bytes, checksum: af0afb79d296e5ff1b1886618c8d70eb (MD5) / Made available in DSpace on 2018-01-08T15:09:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 160818.pdf: 2595606 bytes, checksum: af0afb79d296e5ff1b1886618c8d70eb (MD5) Previous issue date: 1984-04 / O presente trabalho trata do fenômeno de Difração e Refração de ondas gravitacionais de superfície, através de uma formulação bi-dimensional, dada pela equação de Berkhoff. O Método dos Elementos Finitos é utilizado na resolução numérica do problema. No entanto, o principal objetivo desta tese é a formulação e implementação de um programa computacional com elementos capazes de modelar um domínio infinito: estes são conhecidos como Elementos Infinitos. A partir de um estudo feito com os Elementos Infinitos existentes na literatura, foi possível formular e implementar um novo e eficiente elemento. Este tem as características geométricas de um Elemento Finito Isoparamétrico, sendo no entanto integrado em um domínio aberto. O potencial da onda, sendo urna função complexa, leva a urna série de dificuldades na programação. É mantida a estrutura de um programa para solução de sistemas com equações lineares reais. O armazenamento da matriz do sistema é feito em perfil ("sky-line"). A programação é feita em linguagem FORTRAN. / In the present work the phenomena of diffraction and refraction of gravitational surface waves is treated by using a two-dimensional formulation, given by Berkhoff's equation. The Finite Element Method is used in the solution of the numerical problem. However, the main objective of this thesis is the formulation and implementation of a computational program with elements that model an infinite domain: they are called Infinite Elements. By studying the existing Infinite Elements it was possible to formulate a new and efficient one. Its geometrical characteristics are the same as for the Isoparametric Finite Element, but the integration is over an unbounded domain. Because the wave potencital is a complex function, a series of difficulties appear in the program development. The program structure for the solution of a real linear system is maintained. The Sky-line technique is used in the storage of the system global matrix. The programming language is FORTRAN.

Submitted by Fatima Fonseca (fatima.fonseca@sibi.ufrj.br) on 2018-01-08T17:21:12Z No. of bitstreams: 1 160690.pdf: 3643095 bytes, checksum: baf12e82ab6b0b4cd6ba6442e190b303 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-01-08T17:21:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 160690.pdf: 3643095 bytes, checksum: baf12e82ab6b0b4cd6ba6442e190b303 (MD5) Previous issue date: 1984-03 / O presente trabalho tem por finalidade a determinação das propriedades dinâmicas do solo para análise de fundações de máquinas rotativas apoiadas diretamente no terreno de fundação, dando especial ênfase ao modelo que representa o solo como um sistema de molas (Barkan). Para tanto foi projetado e fabricado um vibrador mecânico tipo massa rotativa. Foram realizados ensaios com uma fundação do tipo bloco, assente em solo residual, os quais permitiram a determinação dos parâmetros dinâmicos do solo e a verificação da eficiência do vibrador. Apresenta-se, como sugestão, um procedimento para realização dos ensaios de vibração no campo e para avaliação dos parâmetros dinâmicos do solo para fins de projeto de fundações. / This work aimed at the determination of dynamic soil properties for the analysis of massive-type foundations for rotating machines, with special enphasis on the model which represents the soil as a set of springs (Barkan type). With this aim, a rotating mass-type vibrator was designed and constructed. Field tests on a block-type foundation, resting on residual soil, were carried out and allowed the determination of dynamic soil properties and an evaluation of the efficiency of the vibrator. A procedure for conducting vibration-type field tests and evaluating dynamic soil properties for the design of machine foundations is put forward.