Implicit in current design practice of minimum uplift capacity, is the assumption that the connection's capacity is proportional to the number of fasteners per connection joint. This assumption may overestimate the capacity of joints by a factor of two or more and maybe the cause of connection failures in extreme wind events. The current research serves to modify the current practice by proposing a realistic relationship between the number of fasteners and the capacity of the joint. The research is also aimed at further development of non-intrusive continuous load path (CLP) connection system using Glass Fiber Reinforced Polymer (GFRP) and epoxy. Suitable designs were developed for stud to top plate and gable end connections and tests were performed to evaluate the ultimate load, creep and fatigue behavior. The objective was to determine the performance of the connections under simulated sustained hurricane conditions. The performance of the new connections was satisfactory.

<div> <div> <div> <p>Resonant orbits in a multi-body environment have been investigated in the past to aid the understanding of perceived chaotic behavior in the solar system. The invariant manifolds associated with resonant orbits have also been recently incorporated into the design of trajectories requiring reduced maneuver costs. Poincaré sections are now also extensively utilized in the search for novel, maneuver-free trajectories in various systems. This investigation employs dynamical systems techniques in the computation and characterization of resonant orbits in the higher-fidelity Circular Restricted Three-Body model. Differential corrections and numerical methods are widely leveraged in this analysis in the determination of orbits corresponding to different resonance ratios. The versatility of resonant orbits in the design of low cost trajectories to support exploration for several planet-moon systems is demonstrated. The efficacy of the resonant orbits is illustrated via transfer trajectory design in the Earth-Moon, Saturn-Titan, and the Mars-Deimos systems. Lastly, Poincaré sections associated with different resonance ratios are incorporated into the search for natural, maneuver-free trajectories in the Saturn-Titan system. To that end, homoclinic and heteroclinic trajectories are constructed. Additionally, chains of periodic orbits that mimic the geometries for two different resonant ratios are examined, i.e., periodic orbits that cycle between different resonances are determined. The tools and techniques demonstrated in this investigation are useful for the design of trajectories in several different systems within the CR3BP. </p> </div> </div> </div>

Slotborer är benämningen på en ny maskinprototyp som skall användas för att i gruvor borra och utvinna platina. För att erhålla ett visst borrdjup skarvas borrpipor vilket åstadkoms med en gängkoppling. Detta arbete har haft som syfte att utveckla en ny koppling för dessa pipor då konstruktionen med gängor har visat sig vara problematisk. Ett antal koncept genererades varefter det mest lovande, enligt diskussion med kund och Pughs beslutsmatriser, valdes för vidareutveckling. Detta valda koncept var en typ av bajonettkoppling som förfinades och det gjordes en 3D CAD-modell samt mer detaljerade analyser av kopplingens hållfasthet. Analytiskt med grundläggande hållfasthetslära visades kopplingens mest påkända delar ha Von Mises effektivspänningar på 230 MPa vid normal borrning, 360 MPa vid maxeffektsborrning och 605 MPa vid dragande borrning med maxeffekt. Kontakttryck i kopplingen analyserades enligt Hertz kontaktteori och uppgick i maximalt 2,6 GPa, 3,3 GPa och 4,5 GPa för respektive lastfall. En FEM-analys gjordes där lokala effektivspänningar upptäcktes vara i storleksordningarna 300 MPa, 500 MPa och 1200 MPa för respektive lastfall. Konceptutvecklingen och analysen pekar på att konstruktionen är lämplig för vidare detaljerad konstruktion. / Slotborer is a new machine prototype that is used for excavating platina in underground mines. To drill holes with desired depths there are several drill pipes that are bonded as the hole is drilled deeper with a threaded connection. This work have had the purpose of designing a new connection for these drill pipes as the thread design have shown to be problematic. A number of concepts were generated after which the most preferred, according to customer discussions and Pugh decision matrices, was chosen for further development and refinement. The chosen concept for development was a type of bayonet coupling and a more detailed 3D CAD model and analysis of the coupling strength were made. Analytical solid mechanics showed that the most heavily loaded parts of the coupling experienced effective Von Mises stresses of 230 MPa for normal drilling, 360 MPa for heavy drilling and 605 MPa for heavy back reaming. Contact pressures were analyzed with Hertzian contact theory and the maximum values of these were shown to be 2.6 GPa, 3.3 Gpa and 4.5 GPa for the respective load cases. An FE analysis made showed higher local effective stresses that was of the magnitude of 300 MPa, 500 MPa and 1200 MPa for the respective load cases. The conclusion of the concept development and analysis points out that the design is suitable for further detailed design.

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The vector bundles with the basic structure space with affine connection. It is shown that in the present bundles the linear inducts the affine connection, and the curvature of the objects of the present connection is traced. Having defined the concept of the first differential extension of the vector bundles, an indication is made that the linear connection of vector bundles inducts the elongated linear connection of space and linear co-connection, expression form of the linear co-connection components and their interrelation. There are derived commutative formulas of the inducted connection and forms of its components of curvature objects.

[pt] As ligações viga-pilar desempenham uma função fundamental para a determinação do comportamento real de estruturas de aço. Portanto torna-se necessária uma avaliação muito criteriosa das reais características geométricas e mecânicas destas ligações, substituindo as tradicionais considerações idealizadas, rígida e flexível, pela modelagem semi-rígida.Atualmente um dos métodos mais utilizados para caracterização de ligações semi-rígidas se fundamenta no método das componentes, descrito pelo Eurocode 3, que consiste na determinação da resistência e rigidez dos elementos de maior influência no comportamento de uma ligação. Com a intenção de se desenvolver um estudo sobre as ligações semi-rígidas, inicialmente foi implementado computacionalmente um sistema de análise e dimensionamento capaz de avaliar o comportamento estrutural destas ligações a partir da informação das propriedades geométricas de ligações viga- pilar executadas com placa de extremidade, produzindo uma base de dados para um projeto estrutural mais seguro. Adicionalmente também foi executado um estudo sobre a otimização do dimensionamento de ligações semi-rígidas, através da criação de um sistema para determinação do modelo ótimo, utilizando-se algoritmos genéticos. Neste sistema, através da variação de parâmetros geométricos, determinados de acordo com a necessidade do usuário, obtém- se o modelo ideal de comportamento dentro de uma gama de soluções possíveis. Finalizando o presente estudo sobre ligações semi-rígidas, apresenta-se uma nova metodologia para consideração de ligações aparafusadas com placa de extremidade de altura variável, (header plate), que tradicionalmente são consideradas como flexíveis. Estas ligações foram analisadas através do método das componentes, determinando suas limitações de resistência à flexão e ao corte, juntamente com sua rigidez rotacional, efetuando-se modificações nas componentes apresentadas no Eurocode 3. / [en] The beam-to-column connections play fundamental role in the determination of the real behavior of steel structures. Therefore it is imperative to proper evaluate and consider the real geometric and mechanical properties of these connections, substituting the traditional idealized considerations, rigid and flexible, for the semi-rigid modelling approach. Nowadays one of the most used methods in the semi-rigid connection design is named the components method, described in the Eurocode 3. This method is based on the determination of the connection bending capacity and initial stiffness from the most relevant structural element parts. The main objective of this investigation was to evaluate the semi-rigid connection structural response. This was made by the development of a computer system capable to properly evaluate the behaviour of these connections. This program used the end plate beam-to-column connection material and geometric properties to fulfil this objective, producing a comprehensive database later to be used for more reliable structural project. Additionally an optimisation module was also implemented on the semi-rigid connection program, using genetic algorithms, where through the variation of certain geometric parameters, chosen in accordance to the user's requirements, the ideal connection structural behaviour could be determined from a range of pertinent solutions. Concluding the present study an alternative procedure is proposed for header plate connections where traditionally only shear was assumed to be transmitted. These connections were analysed according to the component method, to determine their bending and shear resistance, initial stiffness and rotation capacity, through modifications made on the relevant structural components presented in Eurocode 3 standard.

Esta pesquisa apresenta um amplo programa experimental de ligações viga mista-pilar com cantoneiras de alma e assento, incluindo protótipos isolados e ligações inseridas num pavimento tipo constituído de laje pré-moldada com vigotas e lajotas cerâmicas. Os objetivos do trabalho foram avaliar os efeitos da fissuração da laje no comportamento da ligação (rigidez inicial e momento resistente), o acréscimo da taxa de armadura secundária e os detalhes propostos para a ancoragem das armaduras longitudinais. Nos ensaios experimentais foram analisadas as rotações das ligações, deslocamentos e deformações nos elementos. Para o estudo teórico, tomou-se como referência o Método das Componentes do EUROCODE 3 e 4. Paralelamente, um estudo numérico para ligações mistas foi desenvolvido com o objetivo de incluir a laje de concreto, as armaduras longitudinais e transversais, além da não linearidade física e geométrica na análise por elementos finitos. De acordo com os resultados, a condição prévia de fissuração da laje mostrou-se menos relevante que a continuidade das vigas na direção do eixo de menor inércia do pilar, no que se refere à determinação da rigidez inicial e resistência das ligações mista inseridas num pavimento tipo. A metodologia de modelagem numérica foi capaz de representar de forma satisfatória os mecanismos plásticos e os estados limites últimos da ligação. / This research presents an extensive experimental study of the structural behavior of the beam-to-column composite connections with bottom and web angle, including isolated prototypes and typical floor with slab made of precast joist with lattice and bricks. The objectives were to evaluate concrete slab cracking effects in the composite connections behavior (initial stiffness and resistant moment), the secondary steel ratio increase and the proposed details for the longitudinal steel bars anchorage. In the experimental tests, it was analyzed the connection total rotation, the displacements and deformations in the connection components. The theoretical study was developed based on EURODODE 3 and 4 methodologies. Besides, a numerical study was developed with the purpose of including the concrete slab modelling, the longitudinal and transversal steel bars, and the geometrical and material non-linearity in the finite element analysis. According to the results, the beam continuity through to the column minor axis showed to be more important than the concrete slab previous cracking, for the initial stiffness and resistant moment composite connections behavior in the typical floor. The numerical models represented satisfactorily the plastic mechanism connection and the ultimate limit states.

Há basicamente dois sistemas empregados para promover a continuidade das terças de múltiplos vãos: transpasse e luva. Do ponto de vista do transporte e da montagem, o sistema de luvas é vantajoso em relação ao sistema de transpasse, uma vez que conduz a barras de menor comprimento. Entretanto, o emprego de luvas tem sido pouco explorado, devido principalmente ao pouco conhecimento sobre o comportamento estrutural do sistema e, consequentemente, pela ausência de recomendações de projeto disponibilizadas pelas normas e manuais técnicos. Neste trabalho foram analisadas a rigidez e a resistência de terças de seção transversal Z contínuas por meio de luvas. Para tanto, uma série de quinze protótipos de terças de aço formadas a frio foi submetida a ensaios de flexão, variando-se a altura do perfil, espessura e comprimento da luva e o vão. Foi conduzida uma análise da viabilidade do método da resistência direta (MRD) ao dimensionamento de terças contínuas por meio de luvas. Em relação à rigidez, curvas momento-rotação calibradas experimentalmente foram implementadas em modelos numéricos por meio de molas rotacionais, buscando simular o comportamento não linear da ligação. Posteriormente, uma análise paramétrica foi realizada, resultando na expressão momento-rotação proposta com base nas variáveis investigadas. Essa expressão representa a rigidez da ligação, que aliada a um modelo simples barra-mola, permite a avaliação mais precisa dos esforços solicitantes e deslocamentos de terças com luvas. / There are basically two systems employed to promote the continuity of multi-span purlins: overlap and sleeve. From the point of view of transport and assemblage, the sleeve system is advantageous in relation to the overlap system since it leads to shorter length bars. However, the use of sleeves has not been hardly explored mainly due to lack of knowledge about the system structural behavior and, therefore, the absence of design recommendations provided by standards and technical manuals. This study analyzed the stiffness and strength of continuous Z-section purlins with sleeved bolted connection. In order to develop the study a series of fifteen prototype were tested in bending; their cross-section height, thickness, sleeve length and span were varied. A viability analysis of the Direct Strength Method (DSM) for design of continuous sleeve purlins was conducted. In relation to stiffness, moment-rotation curves were calibrated experimentally and implemented in numerical models through rotational springs to simulate the nonlinear behavior of the connection. Afterwards, a moment-rotation expression based on the studied variables and a parametric analysis was proposed. This expression represents the connection stiffness and, when implemented in a simple spring-beam model, allows a more accurate prediction of the internal efforts and displacements in the purlin-sleeve system.

Neste trabalho avaliou-se o comportamento estrutural do sistema misto madeira-concreto para tabuleiros de pontes, com ênfase na análise dinâmica dos conectores de cisalhamento, para dois tipos de conectores: \"vertical\" e em \"X\". Foram efetuadas duas principais abordagens, numérica e experimental, além de um amplo levantamento teórico sobre o tema com base na literatura disponível. Os ensaios experimentais foram realizados em corpos-de-prova de madeira como também em corpos-de-prova mistos e vigas mistas de madeira-concreto. Todos os corpos-de-prova e vigas foram submetidos a solicitações estáticas e dinâmicas, considerando-se os diversos materiais envolvidos na ligação. A análise numérica dos sistemas mistos foi efetuada com base no método dos elementos finitos, a partir da utilização do software ANSYS. Os resultados experimentais mostraram que ambos os sistemas de conexão perderam efetivamente rigidez para um total de 1 x \'10 POT.6\' ciclos de carga aplicados, sendo a maior parcela desta perda verificada para os ciclos iniciais. Além disso, o sistema de conexão \"vertical\" apresentou maior facilidade de execução quando comparado com o sistema de conexão em \"X\". A partir dos resultados numéricos constatou-se que a perda de rigidez ocorreu devido ao acúmulo do dano localizado nos materiais, nas regiões dos conectores. Os resultados numéricos mostraram uma boa concordância com os resultados experimentais. Para finalizar, foram propostos os valores dos níveis máximos e mínimos de carga cíclica, como também da frequência de excitação a serem utilizados nos ensaios dinâmicos para a verificação da rigidez dos sistemas mistos de conexão. / In this work was evaluated the structural behavior of log-concrete composite deck bridge system, with emphasis in the dynamic analysis of the shear connectors using two types of connectors: \"vertical\" and \"X\". Two main approaches were considered, numeric and experimental, besides a wide theoretical study about the theme with base in the available literature. The experimental studies were accomplished in specimens of wood, wood-concrete specimens and wood-concrete beams. All of the specimens and beams were subjected to static and dynamic loads considering several materials in the composed connection system. The numeric analyze of the composed systems was made with base in the method of the finite elements using the software ANSYS. The experimental results showed that both connection systems reduced stiffness really for 1 x \'10 POT.6\' applied load cycles, and the largest portion of this reduction happens in the initial cycles. Besides, the system of \"vertical\" connection presented larger execution easiness when compared with the system \"X\" connection. The numeric results showed that the reduced stiffness of the connection systems happened due to the accumulation of the located damage of the materials in the areas of the connectors. The numeric and experimental results comparison showed a good agreement. It was proposed values for the maximum and minimum levels of cyclical load, as well as for the frequency to be used in the dynamic tests for the verification of the reduced stiffness of the composite system of connection.

Este trabalho é uma contribuição ao estudo da ancoragem de barras de aço da armadura longitudinal em ligações de elementos fletidos de concreto armado em edifícios usuais. São investigadas importantes pesquisas que mostram os avanços em relação ao entendimento do tema nas últimas décadas. É proposto um método de aferição dos modelos constitutivos dos materiais, concreto e aço, no programa de elementos finitos ADINA para verificações de projeto seguindo recomendações da NBR 6118:2003 e MC CEB-FIP 1990. São realizadas análises numéricas de modelos bidimensionais em ligações viga-pilar de extremidade os quais são comparados a modelos experimentais e retirados de projetos já existentes. Os parâmetros de análise são o momento de fissuração e a força de tração a ancorar na seção mais solicitada da viga, conferidos com valores calculados por métodos analíticos e/ou expressões normativas, as tensões e deformações máximas em pontos ao longo do trecho ancorado das armaduras de longitudinais da viga e a influência da força normal. Os resultados revelam que as simplificações e hipóteses assumidas para a concepção dos modelos numéricos são consistentes / This work contributes to the study of anchorage of longitudinal reinforcement steel bars in connections of flexural elements in reinforced concrete buildings. Some important researches are investigated showing the advances of the subject in the last decades. An evaluation method of material’s constitutive models, steel and concrete, using the Finite Element Analysis in the software ADINA is proposed, to project verifications according to NBR 6118:2003 and MC CEB-FIP 1990 recommendations. Comparisons between numerical analysis by using a two-dimensional model of exterior beam-column connections and experimental analysis and using existing projects are made. The analysis parameters are the cracking moment and the anchored steel bar tension force in the most requested beam section, compared to the values calculated by analytical methods and/or design expressions, the maximum stresses and strains in points along to anchored steel bar of the beam longitudinal reinforcement and the influence of the normal force. The results show that the assumed simplifications and hypothesis for the numerical model conception are consistent