Tese de doutoramento. Engenharia Civil. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto, School of Enegineering. University of Tokyo. 2009

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2015. / Comumente, os sistemas estruturais são projetados com modelos determinísticos, desprezando a natureza incerta dos diversos parâmetros determinantes do comportamento estrutural. Além disso, boa parte dos modelos de falha estrutural utilizados nos projetos de dimensionamento não considera o racional mecânico, oriundo da mecânica da fratura na predição do colapso estrutural de sistemas e membros estruturais. Este trabalho estuda o risco estrutural das predições com modelos da Mecânica da Fratura Não-Linear Elástica para materiais e estruturas quasi-frágeis, especialmente para os materiais cimentícios com e sem adição de reciclados. Esta pesquisa implementa um algoritmo para realizar a análise de funções de estado limite não lineares que descrevem o estado limite de ruptura de vigas por propagação instável de trincas. Parâmetros de fratura de materiais cimentícios são extraídos de ensaios de laboratório como especificados nos métodos clássicos: efeito de escala de Bazant (EEB) e modelo de dois parâmetros (MDP). Os resultados quantificam a predição da falha estrutural e probabilidade de fraturamento instável incorporando a influência da variabilidade estatística dos parâmetros dos materiais obtidos em ensaios de laboratório. Os principais parâmetros de fratura investigados são a energia de fratura crítica ( ) e o tamanho equivalente da zona de processo (C). O trabalho faze comparações para medir a confiabilidade entre matérias tais concreto convencional (CONC) e concreto reciclado (FRAP). / Commonly, structural systems are designed with deterministic models, disregarding the uncertain nature of the various relevant parameters of structural behavior. In addition, many of the structural failure models used in design do not consider the fracture mechanics to predict the structural failure or collapse of systems and structural members. This dissertation studies the structural risk predictions considering models of Non-Linear Elastic Fracture for quasi-brittle materials and structures, especially for cement and recycled materials. A algorithm is proposed and implemented to perform the analysis of nonlinear limit state functions that describe the failure state for three-point bending beams for unstable crack propagation. Cementitious materials fracture parameters are extracted from laboratory tests as specified in the classical methods Bazant’s size effect model (EEB) and two-parameter fracture model (MDP). The results quantify the prediction of structural failure and unstable fracture probability incorporating the influence of statistical variability of the parameters of the materials obtained in laboratory tests. The main investigated fracture parameters are the critical fracture energy (Gf) and the equivalent size of the process zone (C). This work also compares the reliability index for beams of conventional concrete (CONC) and recycled concrete (FRAP).

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2017. / Submitted by Raquel Almeida (raquel.df13@gmail.com) on 2017-07-07T20:24:31Z No. of bitstreams: 1 2017_PriscilaFiochiBentoRoque.pdf: 4791189 bytes, checksum: 5463c1c70172b1c9d76012b905ae7b34 (MD5) / Rejected by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br), reason: Por favor, Adicione o campo orientador. Atenciosamente on 2017-08-10T20:14:49Z (GMT) / Submitted by Raquel Almeida (raquel.df13@gmail.com) on 2017-08-10T20:36:14Z No. of bitstreams: 1 2017_PriscilaFiochiBentoRoque.pdf: 4791189 bytes, checksum: 5463c1c70172b1c9d76012b905ae7b34 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2017-08-11T19:14:54Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_PriscilaFiochiBentoRoque.pdf: 4791189 bytes, checksum: 5463c1c70172b1c9d76012b905ae7b34 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-11T19:14:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_PriscilaFiochiBentoRoque.pdf: 4791189 bytes, checksum: 5463c1c70172b1c9d76012b905ae7b34 (MD5) Previous issue date: 2017-08-11 / Este trabalho tem como objetivo estudar o uso de materiais alternativos para utilização em pavimentação, tendo em vista regiões com carência de materiais granulares e solos com baixa capacidade de suporte. A área de pesquisa está situada na Província Petrolífera de Urucu, localizada no município de Coari-AM que, aliado aos fatores já mencionados, é caracterizada por chuvas intensas na maior parte do ano, tornando alto o custo para as obras de pavimentação e baixa a sua durabilidade. Desta forma, estudou-se a incorporação de fibras na massa de solo, fixando seu teor em 0,50% e variando seu tipo e comprimento. Foram estudadas as fibras lisas e corrugadas, nos comprimentos de 12 mm e 24 mm, assim como 25 mm e 50 mm, respectivamente. Com o intuito de melhorar a interação solo-fibra, foi estudado um teor de areia a fim de incorporá-la aos ensaios, avaliando a relação entre a sucção e o ganho de resistênciaà tração. Em relação ao comportamento mecânico, foram realizados ensaios de compressão simples com diferentes formas de umedecimento das amostras. Paralelamente aos ensaios com fibras, foi estudada a utilização de geocélulas com incorporação de solo local, assim como nas camadas de suporte. Primeiramente foram avaliados os ensaios com materiais alternativos, a fim de representar qualitativamente as características do comportamento dos materiais encontrados em campo. Por conseguinte, também foram realizados ensaios com os alvéolos em geossintéticos, tendo os mesmos preenchidos com as misturas de solos já estudadas. De maneira geral os resultados apontaram que as fibras lisas de 12 mm assim como as fibras corrugadas de 25 mm apresentaram melhor comportamento, uma vez que contribuíram para melhora do comportamento em relação à resistência à tração e a sucção. Em relação aos ensaios com os alvéolos em geossintéticos, os resultados mostraram um melhor comportamento para o solo natural como camada de suporte e os alvéolos preenchidos com fibra corrugada, contribuindo para a melhora da interação do sistema. / Ce travail a pour but d'étudier l'utilisation de matériaux alternatifs pour l´aplication dans oevres de chaussées, une fois qu ´il y a des région avec la manque de matériels pierreux et sols avec basse capacité du support. La zone de recherche se trouve dans la province Urucu, située dans la ville de Coari-AM que, en même temps que les facteurs déjà mentionnés, se caractérise par de fortes précipitations la majeure partie de l'année, ce qui rend le coût élevé des travaux de pavage et de faible à sa durabilité. Ainsi, nous avons étudié l'incorporation de fibres dans la masse du sol, définissant sa teneur à 0,50% et en faisant varier sa longueur et le type. Fibre lisse et ondulée ont été étudiés dans le 12 mm et 24 mm de longueur et 25 mm et 50 mm, respectivement. Afin d'améliorer l'interaction sol-fibre, une teneur en sable a été étudiée en vue de l'incorporer à l'essai, l'évaluation de la relation entre l'aspiration et le gain résistance à traction. En ce qui concerne le comportement mécanique, des tests simples de compression avec différentes formes d'amortissement des échantillons ont été effectués. Parallèlement aux tests avec des fibres, à l'aide de géocellules avec incorporation dans le sol locale, ainsi que les couches de support a été étudié. D'abord, ils ont évalué les essais avec des matériaux alternatifs afin de représenter qualitativement les caractéristiques de comportement des matériaux trouvés sur le terrain. Par conséquent, les tests ont été menés aussi avec les puits de géosynthétiques, ayant le même rempli de mélanges de sol ont été étudiés. En général, les résultats ont montré que les 12 mm de fibres plates ainsi que des fibres ondulé de 25 mm ont montré une meilleure performance, car il contribue à l'amélioration des performances par rapport à la résistance à la traction et suction. Dans les essais avec les alveoles de géosynthétiques, les résultats ont montré un meilleur comportement au sol naturel comme une couche de support et les alveoles remplis de fibre ondulée, ce qui contribue à l'amélioration de l'interaction du système.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2017. / Submitted by Raquel Almeida (raquel.df13@gmail.com) on 2017-10-27T19:32:57Z No. of bitstreams: 1 2017_ThiarlyFeitosaAfonsodeLavôr.pdf: 8621557 bytes, checksum: 79708c0fb3a1b76aa357ff0f98231f4b (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2017-11-23T13:37:24Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_ThiarlyFeitosaAfonsodeLavôr.pdf: 8621557 bytes, checksum: 79708c0fb3a1b76aa357ff0f98231f4b (MD5) / Made available in DSpace on 2017-11-23T13:37:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_ThiarlyFeitosaAfonsodeLavôr.pdf: 8621557 bytes, checksum: 79708c0fb3a1b76aa357ff0f98231f4b (MD5) Previous issue date: 2017-11-23 / Com o aumento na altura das edificações, as estruturas ficaram gradualmente mais leves e esbeltas, tornando a influência das ações horizontais uma preocupação com a segurança e conforto do projeto, especialmente aquelas originadas pelo vento com significância no comportamento global da estrutura. Comumente os projetistas analisam as forças causadas pelo vento nos edifícios de forma estática, contudo, essa ação também apresenta um comportamento dinâmico, levando a estrutura submetida a esse carregamento responder também de forma dinâmica. O objetivo deste trabalho foi avaliar a aplicabilidade de métodos teóricos de estimativa de respostas em termos de esforços solicitantes e deslocamento de topo em edifícios altos na direção do vento, considerando o aspecto dinâmico do mesmo. Os modelos padrões estudados foram o CAARC Standard Tall Building e o Basic Building. A análise comparativa foi realizada entre os resultados do método do fator de rajada de A. G. Davenport com os resultados experimentais extraídos de ensaios de túnel de vento realizados por Oliveira (2009), Vieira (2016) e IAWE (2012), além das avaliações teóricas através dos procedimentos adotados pelas normas NBR 6123 (1988) e pelo Eurocode 1-4 (2005). O método teórico de Davenport apresentou valores com ótima correlação aos resultados experimentais, validando sua aplicação em edifícios paralelepipédicos. Como a intensidade e escala de turbulência foram os parâmetros que exerceram respectivamente, maior e menor influência nas respostas flutuantes, pôde-se verificar que a NBR 6123 (1988), de certa forma, subestima as respostas em comparação com os resultados do método de Davenport, quando considerado a influência desses parâmetros do vento flutuante. Já o Eurocode 1-4 (2005) mostrou valores mais similares ao método de Davenport quando considerado a intensidade de turbulência determinada pela norma europeia. / Due to the increasing of buildings’ height, structures have gradually become lighter and slender, making the influence of horizontal actions a matter of concern about the project’s safety and confort, specially those originated by the wind meaningful on the global behavior of the structure. Usually, designers analise the forces caused by the wind on the buildings in a static way, although this action also represents a dynamic behavior, making the structure submitted to this action also respond in a dynamic way. The target of this project was to evaluate the applicability of theoretical methods of estimate responses in terms of requiring efforts and displacement on the top of high buildings in the along-wind, considering the dinamic aspect of it. The patterns studied was CAARC Standard Tall Building and Basic Building. The comparative analysis were performed among the results of the gust factor method, of A. G. Davenport with experimental results extracted from tests of wind tunnel performed by Oliveira (2009), Vieira (2016) and IAWE (2012), besides theorics evaluations through proceedings adopted by the rules NBR 6123 (1988) and by Eurocode 1-4 (2005). The theoretical method of Davenport presented numbers with great correlation to the experimental results, validating its use in parallelepiped buildings. As the turbulence intensity and scale were the parameters that had respectively, the biggest and the lowest influence on the fluctuating responses, its possible to verify that the NBR 6123 (1988), in some way, underestimate the responses comparing to the Davenport’s method results, considering the influence of these parameters of the floating wind. On the other hand, the Eurocode 1-4 (2005) had results more similar to Davenport method when considered the turbulence intensity determined by the european standard.

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2017. / Submitted by Raquel Almeida (raquel.df13@gmail.com) on 2017-11-16T16:21:44Z No. of bitstreams: 1 2017_FranciscoJavierAlvaGarcia.pdf: 47786384 bytes, checksum: 99417c3f3defeb26c8c4969558fdba2b (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2017-11-20T21:57:53Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_FranciscoJavierAlvaGarcia.pdf: 47786384 bytes, checksum: 99417c3f3defeb26c8c4969558fdba2b (MD5) / Made available in DSpace on 2017-11-20T21:57:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_FranciscoJavierAlvaGarcia.pdf: 47786384 bytes, checksum: 99417c3f3defeb26c8c4969558fdba2b (MD5) Previous issue date: 2017-11-20 / Esta tese de doutorado tem por finalidade investigar a presença e o comportamento de radiers estaqueados, com e sem estacas defeituosas, carregados horizontalmente em solo tropical. Para tanto, foram estudados cinco modelos de sistemas de fundação para análise. O primeiro deles consiste num radier estaqueado de apenas uma estaca intacta. Já o segundo e o terceiro consistem num radier estaqueado com três estacas, com mesma geometria, dimensões e materiais. A única diferença entre o segundo e o terceiro modelo é que um deles possui uma estaca danificada. Também, o quarto e o quinto modelos possuem constituição similar: um radier estaqueado com quatro estacas, com mesma geometria, dimensões e materiais, mas com a diferença que num deles há uma estaca danificada. Cabe informar que todos esses modelos foram construídos e testados sob carregamento vertical antes mesmo deste trabalho e fizeram parte do projeto de pesquisa Fapesp 2011/17959-3. Utilizaram, na época, uma broca helicoidal para construir esses sistemas de fundação, e que as estacas têm as dimensões de 5 metros de comprimento e 25 centímetros de diâmetro. Como parte do trabalho de pesquisa, testes de carga horizontal em verdadeira grandeza foram realizados em cada um dos cinco sistemas, dos quais foi possível obter uma curva experimental p-y para cada um deles. Todo esse trabalho de campo foi feito no campo experimental da Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo da Universidade de Campinas, SP. O perfil geotécnico da pesquisa lá do campo correspondeu a uma camada de argila limpa (que é porosa, coluvial, laterítica e colapsível), cobrindo uma camada de areia marrom com rochas alteradas. Para avaliar a importância da presença de uma estaca danificada, cada uma das curvas obtidas experimentalmente foi analisada por meio do critério de falha para estudar o efeito da estaca danificada no sistema de fundação. Assim, a carga final e de trabalho para cada sistema de fundação foi determinada usando alguns métodos clássicos de extrapolação e um critério de deslocamento. ix Posteriormente, baseado nos resultados dos testes de campo, foi possível modelar os cinco sistemas de fundação por meio do Método dos Elementos Finitos (MEF), usando o software comercial Abaqus, versão 14.4. A simulação numérica foi bem correlacionada em cada um deles, em relação aos resultados experimentais obtidos a partir das provas de carga em verdadeira grandeza. Por isso, conclusões interessantes foram obtidas quanto aos procedimentos e metodologias envolvidos na análise não-linear numérica 3D, bem como em relação à presença de uma estaca defeituosa. Além disso, a variação no módulo de reação com a profundidade do solo e o comportamento estrutural durante o fenômeno foi estudado para o radier estaqueado de apenas uma estaca intacta. Finalmente, foi possível estudar a interação solo-estrutura para cada sistema de fundação. No que diz respeito às pontas e o radier, o comportamento em diferentes estágios de carga foi avaliado e, para os fustes das estacas de cada sistema de fundação, o comportamento deles foi estudado sob critérios de deslocamento. / With the aim of investigating the impact of the presence and engagement of defective piles, a three-dimensional approach to analyzing laterally loaded intact and defective piled raft systems is presented. Five subsurface models are used in the analyses. The first one consists of piled raft with one intact pile. The second and third models consist of a piled raft system with three piles each; they have the same geometry, dimensions and materials, and the only difference between them is that one of them has a defective pile. The fourth and fifth models are a piled raft system with four piles, and like the three-pile systems, the only difference between them is also a defective pile. It is important to emphasize that all the above-mentioned foundation systems were built and vertically loaded prior to this research work, as part of the research project: Fapesp 2011/17959-3. All piled raft systems involved bored piles drilled with helical auger to 5.0 m in depth and measuring 0.25 m in diameter. As part of this research work, a full-scale lateral load test was performed on each of the aforementioned five models, and an experimental p-y curve was obtained for each of them. All those measurement field works were executed at the FEC experimental site of the Campinas University, SP. The geotechnical profile of this research site consists of a silty clay layer, which is porous, colluvial, lateritic and collapsible, overlying a brown silty sand layer with altered rocks. To evaluate the importance of the presence of a defective pile, each of the experimental curves obtained through some failure criteria were analyzed to study the effect of the defective pile in the foundation systems. Thus, the ultimate and works load for each foundation system were determined previously using some classical methods of extrapolation and a displacement criterion. Later, based on the field test results, it was possible to model the five piled raft systems through the finite element method (FEM), using Abaqus commercial software, version 14.4. A numerical simulation was well correlated in each one of them, with respect to the experimental results obtained from the respective full-scale load test. Interesting conclusions xi have been drawn regarding the procedures and methodology involved in 3D numerical nonlinear analysis, as well as in relation to the presence of a defective pile. Moreover, the variation in the subgrade reaction modulus with soil depth and the structural behavior during the phenomenon was studied only for the piled raft with one intact pile. Finally, it was possible to study the interaction soil-structure for each foundation system. Concerning the tips and the raft, the behavior under different loading stages was evaluated, and only for the shaft of each pile of each system was the behavior studied under a displacement criterion set.

Tese de mestrado integrado. Engenharia Civil. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2010

Tese de mestrado integrado. Engenharia Civil (Especialização em Estruturas). Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2010

Tese de mestrado integrado. Engenharia Civil (Especialização em Estruturas). Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2009

Tese de mestrado. Engenharia Mecânica. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto, Instituto Politécnico de Bragança. 2009

Tese de mestrado integrado. Engenharia Civil (Estruturas). Universidade do Porto. Faculdade de Engenharia. 2011