Resumo: Das primeiras atividades de exploração de petróleo offshore, em 1968 na Bacia de Sergipe, com lâmina d'água de cerca de aproximadamente 30m, até as explorações em águas profundas, entre 1000 e 2000 m, e ultra-profundas, acima de 2000 m, na Bacia de Campos (RJ), o Brasil tem-se destacado mundialmente neste tipo de exploração, a ponto de sermos hoje líderes mundiais neste setor. Muitos foram os desafios impostos para exploração de petróleo enquanto as profundidades das lâminas d'água aumentavam. As estruturas fixas (jaquetas), empregadas em águas mais rasas, começaram a ter seu uso inviabilizado, pois para águas profundas deveriam ser construídas estruturas excessivamente rígidas e caras. Nesse sentido, as plataformas de concreto demonstraram que seu comportamento em meio offshore é de boa qualidade, sobretudo devido à alta durabilidade do material concreto. Segundo Adebar e Collins (1994) os procedimentos para projetar estruturas de concreto offshore, embora as mesmas sejam estruturas mais complexas, são similares aos utilizados para construir grandes estruturas. No entanto, a verificação da capacidade de resistência em seções particulares para as forças transversais, o comportamento não-linear da estrutura de concreto deve ser levado em consideração, evitando problemas de dimensionamento como o ocorrido, por exemplo, com a plataforma Sleipner A. Desta maneira, utilizando o processo iterativo proposto por Lourenço e Figueiras (1993), foi feito o dimensionamento de elementos de cascas ensaiados experimentalmente sujeitos a forças de membrana e a momentos fletores obtidos da literatura. Depois de feito o dimensionamento dos elementos de cascas, o seu comportamento foi analisado e comparado com o resultado numérico obtido pelo DIANA, programa de elementos finitos utilizado para a análise não-linear de estruturas / Abstract: The first activities of offshore petroleum exploration in Brazil started in 1968 at Sergipe basin, approximately 30 meters depth until the explorations on deep water, between 1000 and 2000 meters, and ultra-deep water, greater than 2000 meters, at Campos basin, state of Rio de Janeiro, the Brazil has highlighted in the world in this kind of exploration, to become a world leaders in this sector. Many difficulties were imposed for the exploration of petroleum by the water depth increase. The fixed structures, known as jacket, used in shallow water, became impractical in deeper water, because, for this condition, these structures most be built too rigid and expensive. In this sense, reinforced concrete platforms have been demonstrating a better behavior in offshore environment, mainly due to the material high durability. In accordance with Collins e Adebar (1994), the procedures adopted in reinforced concrete offshore design are similar to those adopted in large structures design, though the offshore structure are much more complex. However, the material nonlinear behavior must be considered in the shear resistance capacity verification of particular cross-sections, so as to avoid problem with design as occurred, for example, with the platform Sleipner A. In this matter, using the iterative process proposed by Lourenço e Figueiras (1993), it will be made a design of shell elements tested experimentally subject to membrane force and bending moments found in the literature. After done the design of the shell elements, their behavior will be analyzed and compared to the numerical solution obtained with DIANA, a finite element program for non-linear structural analysis / Orientador: Mônica Pinto Barbosa / Coorientador: Tulio Nogueira Bittencourt / Banca: Gilberto Pechoto de Melo / Banca: Osvaldo Luís Manzoli / Mestre

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:27:14Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-06-26Bitstream added on 2014-06-13T19:35:08Z : No. of bitstreams: 1 friaca_cpp_me_ilha.pdf: 1320799 bytes, checksum: 44a913b0b215d684fdf382bf5859f1b4 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Das primeiras atividades de exploração de petróleo offshore, em 1968 na Bacia de Sergipe, com lâmina d’água de cerca de aproximadamente 30m, até as explorações em águas profundas, entre 1000 e 2000 m, e ultra-profundas, acima de 2000 m, na Bacia de Campos (RJ), o Brasil tem-se destacado mundialmente neste tipo de exploração, a ponto de sermos hoje líderes mundiais neste setor. Muitos foram os desafios impostos para exploração de petróleo enquanto as profundidades das lâminas d’água aumentavam. As estruturas fixas (jaquetas), empregadas em águas mais rasas, começaram a ter seu uso inviabilizado, pois para águas profundas deveriam ser construídas estruturas excessivamente rígidas e caras. Nesse sentido, as plataformas de concreto demonstraram que seu comportamento em meio offshore é de boa qualidade, sobretudo devido à alta durabilidade do material concreto. Segundo Adebar e Collins (1994) os procedimentos para projetar estruturas de concreto offshore, embora as mesmas sejam estruturas mais complexas, são similares aos utilizados para construir grandes estruturas. No entanto, a verificação da capacidade de resistência em seções particulares para as forças transversais, o comportamento não-linear da estrutura de concreto deve ser levado em consideração, evitando problemas de dimensionamento como o ocorrido, por exemplo, com a plataforma Sleipner A. Desta maneira, utilizando o processo iterativo proposto por Lourenço e Figueiras (1993), foi feito o dimensionamento de elementos de cascas ensaiados experimentalmente sujeitos a forças de membrana e a momentos fletores obtidos da literatura. Depois de feito o dimensionamento dos elementos de cascas, o seu comportamento foi analisado e comparado com o resultado numérico obtido pelo DIANA, programa de elementos finitos utilizado para a análise não-linear de estruturas / The first activities of offshore petroleum exploration in Brazil started in 1968 at Sergipe basin, approximately 30 meters depth until the explorations on deep water, between 1000 and 2000 meters, and ultra-deep water, greater than 2000 meters, at Campos basin, state of Rio de Janeiro, the Brazil has highlighted in the world in this kind of exploration, to become a world leaders in this sector. Many difficulties were imposed for the exploration of petroleum by the water depth increase. The fixed structures, known as jacket, used in shallow water, became impractical in deeper water, because, for this condition, these structures most be built too rigid and expensive. In this sense, reinforced concrete platforms have been demonstrating a better behavior in offshore environment, mainly due to the material high durability. In accordance with Collins e Adebar (1994), the procedures adopted in reinforced concrete offshore design are similar to those adopted in large structures design, though the offshore structure are much more complex. However, the material nonlinear behavior must be considered in the shear resistance capacity verification of particular cross-sections, so as to avoid problem with design as occurred, for example, with the platform Sleipner A. In this matter, using the iterative process proposed by Lourenço e Figueiras (1993), it will be made a design of shell elements tested experimentally subject to membrane force and bending moments found in the literature. After done the design of the shell elements, their behavior will be analyzed and compared to the numerical solution obtained with DIANA, a finite element program for non-linear structural analysis

Orientador: Isaias Vizotto / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil / Made available in DSpace on 2018-08-03T18:56:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Vieira_VivianLima_M.pdf: 9513820 bytes, checksum: e175622c15dfaa535ce57ab6a9dea11a (MD5) Previous issue date: 2003 / Mestrado

Orientador: Isaias Vizotto / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil / Made available in DSpace on 2018-07-25T10:45:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 SedanoTapia_MiguelAngel_M.pdf: 5792195 bytes, checksum: a12ad36b93a81dff59c8b9493e65fe78 (MD5) Previous issue date: 1999 / Resumo: : O presente trabalho tem como objetivo a geração de formas livres de estruturas em casca, utilizando-se um programa gráfico denominado MTOOL para o desenho inicial das malhas planas de elementos finitos. O programa também fornece a discretização da malha de elementos finitos, sendo que o arquivo de saída deste programa é feito em fornato neutro (ver apêndice B). Depois, a partir do modelo computacional desenvolvido por Vizotto (1993), procede-se a geração das geometrias de diferentes formas livres de estruturas em casca, concentrando-se neste trabalho em formas de grande interesse em Engenharia Civil, cascas com projeção em plantas quadradas, com e sem domo. O programa desenvolvido por Vizotto fornece um arquivo de saída que é lido pelo programa de análise numérica ANSYS. As geometrias obtidas para estruturas em casca de formas livres são aquelas em que os estados ideais de tensões são de compressão pura para as principais solicitações atuantes. Para as outras solicitações secundárias, é desejável que ocorra o mínimo possível de flexão das cascas, uma vez que o estado ideal, que é a ausência de flexão para todos os carregamentos, é praticamente impossível. Deste modo é possível projetar formas livres e esbeltas de estruturas em casca para coberturas, com quaisquer formatos na projeção horizontal e que, em essência, possuam um comportamento aproximado de acordo com a Teoria de Membrana. ...Observação: O resumo, na íntegra, poderá ser visualizado no texto completo da tese digital / Abstract: The present work has as objective the generation of free form shelI structures, being used a denominated graphic program MTOOL for the initial drawing of the plane meshes of finite elements. The program also supplies the discretize of the mesh of finite elements, and the file of exit of this program is made in neutral format. Then, the starting froro the model computacional developed by Vizotto (1993), proceeded the generation of the geometries in different free form shelIs structures, concentrating on this work in forms of great interest in Civil Engineering, peels with projection in square plants, with and without dome. The program developed by Vizotto supplies an exit file that is read by the program o numeric analysis ANSYS. The geometries obtained for structures in free form shelIs are those in that the ideal states of tensions are of pure compression for the main solicitations atuantes. For the other secondary solicitations, it is desirable that happens the possible minimum of bending load of the peels, once the ideal state, that it is the bending load absence for alI the shipments, it is practicalIy impossible. This way it is possible to project free fonns and slender of structures in shell for coverings, with any fonnats in the horizontal projection and that, in essence, possess a behavior approached in agreement with the Theory of Membrane. ...Note: The complete abstract is available with the full electronic digital thesis or dissertations / Mestrado / Estruturas / Mestre em Engenharia Civil

Orientador: Aloisio Ernesto Assan / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil / Made available in DSpace on 2018-07-28T13:18:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 VillegasSusaya_Wilber_M.pdf: 2815980 bytes, checksum: 18be25adff35e477fc57a7433778e87d (MD5) Previous issue date: 2001 / Resumo: O presente trabalho foi desenvolvido de um ponto de vista computacional, utilizando métodos matemáticos para a solução de equações não-lineares, aplicando o método dos elementos finitos a estruturas de concreto armado. O método do elementos finitos, aplicado à analise de estruturas, em forma geral, conduz a um sistema de equações que no caso não-linear exige algoritmos matemáticos mais refinados e/ou métodos iterativos que realizem uma linearização a cada passo do incremento de carga. O elemento finito adotado é cilíndrico circular com quatro nós e 5 graus de liberdade por nó tendo funções de forma baseadas em deformações pré-estabelecidas. Para representar o concreto como, se verá no capitulo 3 desta pesquisa, foi adotado o modelo de Darwin e Pecknold [26], que considera o concreto com comportamento ortotrópico. O aço é tratado da maneira usual com a Teoria da Plasticidade. A solução do problema não-linear que vem sendo utilizada pelo orientador é do tipo incremental-iterativa com o Método de Newton-Raphson e reformulando a matriz de rigidez a cada iteração. Nesta Dissertação foi implementado ao programa de computador desenvolvido pelo orientador um método Quase-Newton conhecido por BFGS. Os resultados obtidos analisando três cascas mostraram que não houve praticamente alterações nos resultados. Para os casos aqui tratados a utilização do método NewtonRaphson continua sendo a melhor opção, uma vez que o trabalho computacional é menor / Abstract: Nonlinear analysis of reinforced concrete circular cylindrical shell using a Quasi-Newton method. Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Universidade estadual de Campinas, 2000. This work was developed from a computational point of view, using mathematical methods for the solution of linear equations, applying the finite element method to reinforced concrete cylindrical shell structures. The finite element method, applied in the analysis of structures, in a general way, leads to a system of nonlinear equations that demands more refined mathematical algorithms and/or incremental-iterative methods that transform the nonlinear system in a linear one during every load step. The finite element used herein is circular cylindrical with four nodes and five nodal degrees of freedom, based on strain functions rather than the usual formulation based on independent displacement. The concrete was simulated using Darwin and Pecknold's model, considering orthotropic behavior. The reinforcement was treated in the usual way, considering the theory of plasticity. The solution of the nonlinear problem that was used by the adviser of this Dissertation is an incremental-iterative one coupled with the Newton-Raphson method, reformulation the stiffness matrix at every iteration. In this work a Quasi-Method with the BFGS search technique was implemented, with modifications in routines that treat the nonlinear solution. The results obtained in the analysis of three circular cylindrical shell structures, did not show considerable differences with those found with the Newton-Raphson approach. For the cases analyzed herein, the Newton-Raphson method is still the best option since the computational effort is smaller / Mestrado / Estruturas / Mestre em Engenharia Civil

Orientador: Isaias Vizotto / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo / Made available in DSpace on 2018-08-23T04:16:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ChoquehuancaCondori_MiriamPatricia_M.pdf: 4529351 bytes, checksum: a025230362e01b26a4c17a7775ab9818 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: O objetivo deste trabalho é apresentar a teoria atual e estudar o comportamento dinâmico de reservatórios cilíndricos de concreto armado, apoiados no solo, para armazenagem de líquidos e submetido a ações sísmicas, baseado nas normas vigentes nos EUA (ACI 350), Europa (EUROCODE 8), Peru (NTE 030) e Brasil (NBR 15421). São utilizados diferentes tipos de análises a fim de verificar, através da comparação de resultados, se as normas e recomendações disponíveis hoje em dia são equivalentes e adequadas para a realidade brasileira. Entre os modelos para a análise hidrodinâmica temos os modelos de Malhortra, Haroun, Newmark & Rosemblueth e o modelo mecânico de G. W. Housner, sendo este último o procedimento para projetos sísmicos mais comuns para reservatórios rígidos onde a pressão hidrodinâmica do líquido é considerada dividida em duas partes: uma pressão impulsiva (impacto do líquido) e outra parte convectiva (oscilação do líquido). No Brasil não existe uma norma especifica para o projeto de reservatórios de concreto armado. A utilização da NBR 15421 "Estruturas Resistentes a Sismo-Procedimento," poderia ser insuficiente para o projeto, e possivelmente ao complementá-la com as normas sugeridas neste trabalho (ACI 350 e EUROCODE 08) há a possibilidade de encontrar contradições, ou, bem, diferenças significativas nos resultados. É apresentado o procedimento de projeto sísmico por meio de um caso pratico, além dos modelos numéricos tridimensionais com a ajuda do programa SAP2000. Considerando as propriedades elásticas e geométricas do material, a geometria do reservatório de armazenagem e o espectro de resposta da análise modal, são avaliados a força cortante e o momento na base e altura máxima de onda, através da ACI 350.3-06, EUROCODE 08, NTE 030 e NBR 15421. É ainda apresentada a comparação dos procedimentos propostos pelas quatro normas, e a influencia que cada uma delas representa neste tipo de análise. As normas americanas e européias são consideradas por serem duas referências importantes na análise dinâmica de reservatórios de concreto / Abstract: The purpose of this work will be to present the current theory and study the dynamic behavior of a reinforced concrete tank, with cylindrical form, supported in the floor, for the storage of liquid, based on the current codes in the USA (ACI 350), EUROPA (EUROCODE 8), Peru (NTE 030) and Brazil (NBR 15421), using different analysis types in order to verify by comparing results, if the codes and recommendations today are equivalent and appropriate for the Brazil reality. For the hydrodynamic analysis may mention the Malhortra, Haroun, Newmark & Rosemblueth models and the mechanic model proposed by G. W. Housner, the latter being the most common procedure for rigid tank where the hydrodynamic pressure of the liquid is considered into two parts: a impulse pressure (impulse of the liquid) and a convective pressure (oscillation of the liquid). In Brazil there is no specific code for the design of reinforced concrete tanks. The use the code of Brazil: NBR 15421 Estruturas Resistentes a Sismo - Procedimento" could be insufficient for the project, and possibly complementing with the suggested codes in this work (ACI 350 and EUROCODE 08 codes), there are some possibilities to find contradictions, or, significant differences in the results. It presents the seismic design procedure through a practical case, besides presenting three-dimensional numerical models with the help of the SAP2000 program, considering the geometric and elastic properties of the material, the geometry of the storage tank and the spectral modal dynamic analysis. Are evaluated the sheer force, moment at the base and maximum wave height, by ACI 350.3-06, EUROCODE 08, NTE 030 and NBR 15421. It will be presented the comparison of the procedures proposed by codes and the influence of each one of them presents in this analysis type. The American and European code are considered because they are an important reference in the dynamic analysis of concrete tanks / Mestrado / Estruturas / Mestra em Engenharia Civil