Neste trabalho são apresentadas duas importantes áreas de pesquisa voltadas para problemas de otimização: a Programação Matemática e, especialmente, os Algoritmos Genéticos. São classificados grande parte dos métodos clássicos da Programação Matemática, com uma breve apresentação das suas classes de subproblemas, bem como detalhes de alguns métodos. O desenvolvimento da ciência que explica a evolução das espécies é descrito, como uma ponte para a compreensão da técnica dos Algoritmos Genéticos. Apresentam-se as diferenças básicas entre os Métodos Clássicos e os Algoritmos Genéticos, com posterior análise das vantagens e desvantagens entre estas duas classes de ferramentas de otimização. São apresentados os principais parâmetros de influência no funcionamento de um Algoritmo Genético e algumas recomendações quanto às suas configurações. A essência desse trabalho se constitui em alguns exemplos de otimização de estruturas de concreto armado, como o de um trecho de Pilar dimensionado à Flexão Composta Obliqua e um Pórtico Plano de Concreto Armado de Cinco Pavimentos. Finalizando, conclui-se pela tendência promissora dos Algoritmos Genéticos para os próximos anos, o que tornará esta técnica uma das mais importantes e empregadas na resolução de uma vasta gama de aplicações. / This work addresses two important issues of Optimization: Mathematical Programming and Genetic Algorithms. First, classes of optimization problems, that can be handled by the classical methods of Mathematical Programming, are briefly presented. After that, the techniques of Genetic Algorithms are displayed in detail. Such methods are inspired by the laws that rules the evolution of the species. The basic differences between the Mathematical Programming and Genetic Algorithms are deeply discussed. The main parameters that control Genetic Algorithms are described and some recommendations about their values are made.The work is concluded y some optimization examples of reinforced concrete structures, as a column under combined axial load and bi-axial bending and a five floor reinforced concrete plane frame.

A competição acirrada no mercado da Construção Civil tem exigido das empresas construtoras a busca pela melhoria de sua eficiência produtiva. Dentro desse contexto, a melhoria da produtividade da mão-de-obra apresenta-se como caminho relevante na medida em que seus custos representam parcela significativa do ônus total relativo à produção, e existe uma variação significativa de desempenhos nas empresas atuantes no mercado. Como qualquer outro tipo de serviço de construção, o serviço de armação carece deste mesmo tipo de abordagem, haja vista a existência, nos canteiros de obras brasileiros, de uma alta variabilidade na produtividade da mão-de-obra envolvida na fabricação e montagem das armaduras para estruturas de concreto armado (30 a 100 Homens-hora/tonelada). Some-se a esse aspecto o fato de se detectar, na bibliografia, um número de trabalhos bastante mais expressivos quanto a outros serviços; por exemplo, discutem-se muito os projetos de processo para fôrmas enquanto não se dá esta mesma abordagem à armação. Portanto, o diagnóstico da produtividade e dos estudos relativos ao tema demonstram a importância do estudo de ações que possam levar à melhoria da competitividade na produção de armaduras. Este trabalho apresenta um método para a proposição de diretrizes, relativas ao processo de produção de armaduras para estruturas de concreto armado, que visam melhorar a produtividade da mão-de-obra do serviço de armação. Para tanto, buscar-se-á, no entendimento da relação entre a produtividade e os fatores que a influenciam, o embasamento necessário para a proposição de tais diretrizes. Tais fatores podem estar relacionados ao projeto do produto (com ênfase no projeto de detalhamento das armaduras), ao método de produção e à organização do trabalho. ) Para se alcançarem os objetivos propostos, o trabalho envolve um levantamento de informações prévio, realizado com base em estudos bibliográficos, entrevistas com especialistas e um intenso contato com os canteiros de obras. Para a validação do método proposto faz-se uma aplicação do mesmo através de um caso real. As diretrizes, obtidas mediante a aplicação do método, ajudarão a tomada de decisões da construtora, que poderá auxiliar: i) os projetistas estruturais a favorecerem, no desenvolvimento dos projetos de detalhamento das armaduras, sempre que possível, a construtibilidade; ii) os contratantes na concepção de sistemas de armação, nos canteiros de obras, que possibilitem a racionalização das operações e o alcance das produtividades potenciais da mão-de-obra; iii) os responsáveis pela mão-de-obra na organização do trabalho, de maneira a favorecer a melhoria da produtividade com benefícios a todas as partes envolvidas. / The increasing competition in Brazilian building industry has encouraged construction companies to develop efforts in order to enhance their productive efficiency. Naturally, improving labor productivity becomes a critical path to achieve the above goal, since labor represents a significant component of construction costs and its performance may vary considerably from project to project. Likewise other construction services, concrete reinforcing planning stages reasonably lack systematic approaches to reduce the remarkable variability found in labor productivity (30 to 100 men hours/ton) throughout production and assembly processes. Moreover, and differently from other topics such as formwork, concrete reinforcing has not been covered by comprehensive studies in recent years. Therefore, the reported inefficiency in the production process, the impact on construction costs and the lack of systematic studies evidence the relevance of further investigations about this topic. This research proposes guidelines to improve labor productivity in the concrete reinforcing. The methodology involved an international literature review and an extensive data collection, which included interviews with specialists and descriptive case studies in construction sites. Initially, factors that influence labor productivity were identified through literature review and empirical studies. Subsequently, these factors were grouped in three main categories: product design (especiallyreinforcement detailing), production method and work organization factors. Then a method to improve the productivity in concrete reinforcing was proposed and finally validated though application in a real case study. ) The resulting guidelines may arguably support decision makers throughout the planning process of concrete reinforcing, including: i) structural engineers, who may take into account construct ability issues during the conception of design solutions; ii) contractors and subcontractors, who may conceive reinforcing systems more efficiently as to rationalize production operations and achieve better performances; and iii) those responsible for workers\' organization, who may bring efficiency gains to the production process and benefits for all the stakeholders.

Este trabalho apresenta o estudo de uma argamassa modificada para ser utilizada como almofada de apoio em ligações entre elementos de concreto pré-moldado. Esta argamassa é composta de cimento e areia, com a adição de látex estireno-butadieno (SB), agregado leve (vermiculita) e fibras curtas (polipropileno, vidro e PVA). As pesquisas anteriores mostraram que este compósito apresentou uma boa resistência à compressão e baixo módulo de elasticidade. O objetivo desta pesquisa é dar continuidade dos estudos anteriores analisando a influência da rugosidade superficial nas almofadas, introduzida para aumentar a sua deformabilidade e testar diferentes tipos de fibras. A rugosidade é analisada comparando placas com ambos os lados lisos, um lado liso e outro rugoso e ambos os lados rugosos. Foram estudadas dois tipos de fibras de polipropileno de 10 mm de comprimento - uma com 12 \'mü\'m e outra com 180 \'mü\'m de diâmetro. Nesta pesquisa foram realizados ensaios de caracterização do compósito (compressão simples, tração por compressão diametral e módulo de elasticidade) e ensaios em placas (compressão centrada monotônica e cíclica, força concentrada e flexão). Os resultados de caracterização apontam um bom comportamento do compósito, com resistência à compressão de 41 MPa e módulo de elasticidade de 12,8 GPa. Os ensaios de placas mostram melhores resultados para fibras de 12 \'mü\'m de diâmetro em função de: a) uma redução de 30% da rigidez nos ensaios monotônicos em relação a uma argamassa de referência, b) melhor capacidade de absorção de carga no ensaio de força concentrada e c) no ensaio de flexão, um índice de tenacidade 40% maior quando comparadas com os outros traços estudados. Na análise da rugosidade superficial, o melhor resultado é com rugosidade em ambos os lados da placa, sendo que nos ensaios de carregamento monotônico e cíclico houve uma redução de até 30% na rigidez e um aumento do afundamento acumulado de mais de 120% em relação às placas com ambos os lados lisos. / This paper presents the study of a mortar modified to be used as a bearing pad connections between precast concrete elements. This mortar is composed of cement and sand, with the addition of styrene-butadiene latex (SB), lightweight aggregate (vermiculite) and short fibers (polypropylene, glass and PVA). Previous research showed that this composite presents good compressive strength and low modulus of elasticity. The objective of this research is to continue the previous studies, analyzing the influence of surface roughness on the pads, introduced to increase its deformability, and test other types of fibers. The roughness is analyzed by comparing bearing pads with both smooth sides, one side smooth and other rough and rough both sides. Two types of polypropylene fibers of 10 mm in length - one with 12 \'mü\'m and another with 180 \'mü\'m in diameter are studies. In this research, test were carry out to characterize the composite (compressive strength, tensile strength by diametral compression and modulus of elasticity) and test on bearing pads (uniform compressive load - monotonic and cyclic, concentrated load and bending). The results on cylindrical samples to characterize the composite indicate a good behavior, the compressive strength of 41 MPa and modulus of elasticity of 12.8 GPa. The test bearing pads presents the best results for fibers of 12 \'mü\'m of diameter in terms of: a) a 30% reduction of stiffness in the monotonic tests in relation to a reference mortar, b) the best ability to absorb the load test concentrated load and c) the bending test, an index of toughness 40% higher when compared with the other mixture studied. Regarding surface roughness analysis, the best result is with roughness on both sides of the bearing pads, and tests of monotonic and cyclic loading are reduced by 30% in stiffness and an increase in deformation accumulated more than 120% bearing pads regarding with both sides smooth.

Este trabalho discute caminhos para tornar o projeto de detalhamento da armadura um indutor da melhoria da produtividade da mão-de-obra no serviço de armação. Uma revisão bibliográfica inicial precede a apresentação de estudos de campo, que foram realizados para se entender como a produtividade em armação varia. Tal entendimento (expresso na forma de faixas de variação da produtividade e apresentação dos fatores influenciadores) deu apoio a entrevistas com projetistas, visando levantar suas opiniões sobre as alterações no projeto, levando à melhoria da produtividade, que seriam mais viáveis de serem adotadas. Em paralelo, estudaram-se as diferentes formas de apresentação dos projetos de detalhamento da armadura e, uma vez descritas estas possibilidades, coletaram-se as opiniões de gestores da produção sobre as formas de representação mais convenientes. Todos estes conhecimentos, de base teórica e empírica, servem de subsídio para a tomada de decisões sobre diretrizes a serem seguidas na futura elaboração de projetos de detalhamento da armadura, o que é bastante desejável no sentido de se aumentar a competitividade das empresas de construção de edifícios. / This thesis presents directions to make the steel reinforcement design a tool to improve rebar labor productivity. Bibliography review served as basis to go through a site study that allowed understanding rebar labor productivity variation. Such an information, expressed in terms of a labor productivity unit rate range associated to the influencing factors presentation, supported designers interviews where they stated the ideas they are willing to use in their designs to improve labor productivity. The thesis also discusses different approaches to be used in order to represent the product being defined in the design. In this case, production managers were listened to, aiming to understand the ones they prefer. The whole knowledge here described, coming from theory or reality evaluation, can help managers in taking decisions in relation to the steel reinforcement design directions to be followed. This can be very helpful to make construction companies more competitive.

Desenvolvem-se a formulação do Método dos Elementos de Contorno e correspondente algoritmo (para implementação em microcomputador) para a análise de propagação de fraturas em domínios bidimensionais. São utilizados elementos lineares isoparamétricos, tanto para discretizar o contorno quanto para simular a fratura. Os elementos de fratura são descontínuos. A formulação é baseada em equações integrais de tensões e de deslocamentos, onde o termo que considera tensões iniciais concentradas na linha de fratura é formulado a partir da definição de dipolos. O critério adotado é o modelo de fratura coesiva. Os termos singulares e hiper-singulares da formulação são tratados analiticamente e os termos quase-singulares são calculados através de um esquema numérico baseado na utilização de sub-elementos. Os valores dos dipolos são estimados ponto a ponto. Ao longo das fraturas, o valor máximo da tensão normal de tração permite definir novos elementos. As tensões de cisalhamento são removidas para manter a direção principal durante o processo. / The Boundary Element Method formulation and corresponding algorithrn (for microcomputer implementation) are developed for crack growth analysis in two-dimensional domains. Linear isoparametric elements are used to discretize both boundary and crack path. Fracture elements are assumed to be discontinuous. The formulation is based on stress and displacement integral equations, where the term that takes into account initial stresses concentrated along fracture line is formulated from dipoles definition. The coesive fracture rnodel is the criterium adopted. Singular and hipersingular formulation terms are anallitically treated and quasi-singular terms are computed by a numerical scheme based on element subdivision. Dipole values are estirnated point by point. Along fractures, the maximum normal tensile strenght is used to define new elements. Shear stresses are also removed to maintain the principal direction during the process.

Submitted by Cátia Araújo (catia.araujo@unipampa.edu.br) on 2017-01-25T11:42:49Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Corrosao acelerada por imersao modificada (ensaio CAIM) de estruturas de concreto armado contendo cinza da casaca de arroz e agua da mandioca brava.pdf: 4431848 bytes, checksum: a3ec1c3261aeadc9e8ab4cda79be3199 (MD5) / Approved for entry into archive by Cátia Araújo (catia.araujo@unipampa.edu.br) on 2017-01-25T11:44:41Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Corrosao acelerada por imersao modificada (ensaio CAIM) de estruturas de concreto armado contendo cinza da casaca de arroz e agua da mandioca brava.pdf: 4431848 bytes, checksum: a3ec1c3261aeadc9e8ab4cda79be3199 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-01-25T11:44:41Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Corrosao acelerada por imersao modificada (ensaio CAIM) de estruturas de concreto armado contendo cinza da casaca de arroz e agua da mandioca brava.pdf: 4431848 bytes, checksum: a3ec1c3261aeadc9e8ab4cda79be3199 (MD5) Previous issue date: 2013-12-06 / A corrosão de armaduras e uma das manifestações patológicas mais comuns encontradas em estruturas de concreto armado, consistindo em um processo eletroquímico onde a agua presente no concreto atua como eletrólito. Neste sentido através do ensaios de corrosão acelerados (ensaio CAIM) comparou-se a resistência a corrosão no concreto armado de diferentes traços na presença e ausência de insumos agrícolas como a cinza da casca de arroz e agua extraída da mandioca brava. O objetivo principal do presente trabalho foi seleciona qual (quais) o (s) traços (s) com similaridade de resistência frente ao processo de corrosão e teor de argamassa apresentaram maior resistência frente ao processo de corrosão em meio contendo íons cloretos (solução que simula agua do mar - 35g/L NaCl), aplicando-se voltagens de 15, 30 e 70V durante 8, 24 e 48h. A cinza de casca de arroz e a agua extraída da mandioca brava foram caracterizadas pelas técnicas de analise de espectroscopia de infravermelho e de difração de raios-X. Os grupos funcionais silanol e carboxila foram detectados nestes subprodutos agrícolas e relacionados a um mecanismo proposto de inibição contra a corrosão na armadura conforme dados do ensaio CAIM. Analises de microscopia eletrônica de varredura e energia dispersiva de raios-X colaboraram para elucidar o mecanismo proposto. Enquanto que as analises de perda de massa e quantificação de cloretos no concreto apos ensaio CAIM através do método de Mohr auxiliaram na validação dos resultados do ensaio. / The corrosion in armatures is one of the most common pathologies found in structures of concrete, consisting in an electrochemical process, where the water in the concrete acts as an electrolyte. In this way, through the assays of accelerated corrosion (CAIM Tests), the resistance to corrosion in concrete of different mixtures was compared with the presence and absence of agricultural input so as rice husk and water from mandioca brava. The main objective of this work is to select mixture with similarity in resistance to compression and group content present the biggest resistance against the corrosion process amid containing chloride ions (solution simulating seawater – 35g/L NaCI), applying voltages of 15, 30 and 70V during 8, 24 and 48h. The cinder of rice husk and the water extracted from mandioca brava were characterized by the infrared spectroscopy analysis technics and by X-ray diffraction. The functional groups of silanol and carboxyl were detected in these agricultural byproducts and related to a proposed inhibition mechanism against the corrosion in armatures seen in CAIM data test. Electronic scanning microscopic analysis and dispersive X-ray energy collaborated to elucidated the proposed mechanism. While the studies in weight loss and chloride quantification in concrete after the CAIM test through the Mohr method helped in the validation of the assay results.

Submitted by Cátia Araújo (catia.araujo@unipampa.edu.br) on 2017-01-26T11:29:31Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Efeito inibidor dos ânions carboxilato na corrosão de estruturas de concreto armado.pdf: 5520298 bytes, checksum: a9477a6e2a6cfb0cc3f396a73124cfc4 (MD5) / Approved for entry into archive by Cátia Araújo (catia.araujo@unipampa.edu.br) on 2017-01-26T11:29:49Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Efeito inibidor dos ânions carboxilato na corrosão de estruturas de concreto armado.pdf: 5520298 bytes, checksum: a9477a6e2a6cfb0cc3f396a73124cfc4 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-01-26T11:29:49Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Efeito inibidor dos ânions carboxilato na corrosão de estruturas de concreto armado.pdf: 5520298 bytes, checksum: a9477a6e2a6cfb0cc3f396a73124cfc4 (MD5) Previous issue date: 2015-03-30 / A corrosão das armaduras do concreto é considerada um grande problema na construção civil, seja pela manutenção geralmente de difícil execução e custo elevado ou pelos sérios danos causados, podendo conduzir à completa ruína de estruturas. Diversas técnicas têm sido estudadas para retardar a corrosão, dentre elas destaca-se o uso de aditivos inibidores de corrosão pela sua eficácia. No presente estudo inibidores de corrosão contendo os ânions carboxilato e benzoato foram inseridos no concreto armado com o intuito de analisar o comportamento eletroquímico frente à corrosão destes ânions. Para isso utilizaram-se as técnicas de corrosão acelerada por imersão modificada (CAIM) e espectroscopia de impedância eletroquímica (EIE). Os perfis das curvas de comportamento típico da corrente versus tempo, bem como as medidas de impedância indicaram um comportamento inibidor da corrosão associado à presença dos ânions no concreto armado. Análises de perda de massa confirmaram os resultados encontrados a partir do ensaio CAIM à medida que mostraram uma redução na perda de massa da armadura nas misturas dos concretos contendo os ânions benzoato ou carboxilato. Mais ainda, a presença dos ânions carboxilato e benzoato juntos sugere um efeito sinérgico contra a corrosão. Também foram realizados ensaios para avaliar a influência da presença dos inibidores nas propriedades físicas do concreto. / The corrosion of concrete reinforcement is considered a major problem in construction, or for the maintenance usually difficult to implement and costly or by serious damage, which can lead to complete ruin of structures. Various techniques have been studied to retard corrosion, among which stands out use of additives for corrosion inhibiting effective. In the present study corrosion inhibitors containing carboxilate and benzoate anions were inserted into reinforced concrete to study the electrochemical behavior related to corrosion of these anions. For this were used techniques of accelerated corrosion by modified immersion (CAIM) and electrochemical impedance spectroscopy (EIS). The profiles of the typical behavior of current versus time curves, as well as impedance measurements indicated a corrosion inhibitor behavior associated with the presence of anions in the concrete. Weight loss analysis confirmed the results achieved by CAIM assay as showed a decrease on weight on reinforced of reinforced concrete when in presence of benzoate or carboxilate anions. Moreover, the presence of the carboxylate and benzoate anions suggests a synergic effect against corrosion. Tests were also conducted to evaluate the influence of the presence of inhibitors in the physical properties of the concrete.

Wick action is the transport of water through a concrete element from a face in contact with water to a drying face as occurs in basements, tunnels, slabs on grade and hollow offshore structures. Water transport through concrete due to wick action is many times greater due to pressure permeability under typical environmental conditions. Therefore wick action plays an important role in the watertightness and durability of concrete structures. Current models of wick action are based on an equilibrium developing between the rate of water entering concrete by sorptivity and leaving by water vapour diffusion where initial moisture content should not change the steady state rate, only the dominant factor in the early stages. / Wick action tests were conducted on concrete specimens of varying initial moisture condition, thickness, orientation and composition over periods ranging up to 450 days. Some wick action tests were conducted at 50% and 75% relative humidity and using a penetrating solution of reduced surface tension. The rate of wick action was found to be inversely proportional to thickness regardless of the initial moisture content of the specimen. Initial saturation was found to significantly increase wick action and moisture flow in ordinary Portland cement (OPC) and hydrophobic (HI) concretes drying at 75% RH and HI concrete drying at 50% RH. The data are consistent with the well documented hysteresis between sorption/desorption isotherms. Concretes containing silica fume (SF) and ground granulated blast-furnace slag (GGBS) did not exhibit such hysteresis. Reducing the surface tension of the pentrating solution profoundly reduced the sorptivity into dried specimens but not the depth of penetration or the steady state wick action rate. Direct measurements on osmotic flow through vacuum saturated specimens showed that osmotic effects had a limited effect on wick action at salt concentrations expected in most environmental conditions. / The research demonstrates that desorptivity from the drying surface rather than sorptivity into the wetting surface is the dominant factor determining wick action through concrete. The ease with which desorptivity can be measured and the simple empirical model developed provides practicising engineers with a useful tool to estimate water transport due to wick action through concrete in partially immersed conditions.

In this work, unmanned aerial vehicle-based non-destructive testing methods for concrete structures are evaluated and developed. There exists a need for improved infrastructure inspection techniques with increased expediency. Unmanned aerial vehicles (UAVs) are highly mobile and have shown promise towards achieving this directive, but more work is required to adapt traditional NDT methods to be UAV-compatible. To this end, concrete sounding techniques were evaluated with a quantitative acoustic frequency analysis procedure on a series of concrete slabs. One such method was adapted for use with a UAV and was used to detect subsurface voids in one of the concrete samples and offer a means of depth estimation. This work was complemented with experiments concerning UAV-based visual and infrared imaging techniques already in practice for UAV-based concrete inspection. Together, findings indicate the strengths and weaknesses of the NDTs tested and suggest further improvements for UAV-based NDTs and inspection strategies moving forward. Development of a novel sensor platform for UAV-based measurement, as well as results of an actual bridge inspection using infrared and optical methods demonstrate the present capabilities of the UAV-based instrumentation. / Graduate / 2019-07-03

Neste trabalho são apresentadas duas importantes áreas de pesquisa voltadas para problemas de otimização: a Programação Matemática e, especialmente, os Algoritmos Genéticos. São classificados grande parte dos métodos clássicos da Programação Matemática, com uma breve apresentação das suas classes de subproblemas, bem como detalhes de alguns métodos. O desenvolvimento da ciência que explica a evolução das espécies é descrito, como uma ponte para a compreensão da técnica dos Algoritmos Genéticos. Apresentam-se as diferenças básicas entre os Métodos Clássicos e os Algoritmos Genéticos, com posterior análise das vantagens e desvantagens entre estas duas classes de ferramentas de otimização. São apresentados os principais parâmetros de influência no funcionamento de um Algoritmo Genético e algumas recomendações quanto às suas configurações. A essência desse trabalho se constitui em alguns exemplos de otimização de estruturas de concreto armado, como o de um trecho de Pilar dimensionado à Flexão Composta Obliqua e um Pórtico Plano de Concreto Armado de Cinco Pavimentos. Finalizando, conclui-se pela tendência promissora dos Algoritmos Genéticos para os próximos anos, o que tornará esta técnica uma das mais importantes e empregadas na resolução de uma vasta gama de aplicações. / This work addresses two important issues of Optimization: Mathematical Programming and Genetic Algorithms. First, classes of optimization problems, that can be handled by the classical methods of Mathematical Programming, are briefly presented. After that, the techniques of Genetic Algorithms are displayed in detail. Such methods are inspired by the laws that rules the evolution of the species. The basic differences between the Mathematical Programming and Genetic Algorithms are deeply discussed. The main parameters that control Genetic Algorithms are described and some recommendations about their values are made.The work is concluded y some optimization examples of reinforced concrete structures, as a column under combined axial load and bi-axial bending and a five floor reinforced concrete plane frame.