CAPES / Neste trabalho é abordado um problema acoplado fluido-estrutura, comparando o resultado com a análise modal de uma estrutura. O objetivo do trabalho consiste em analisar o fenômeno físico da interação fluido-estrutura em estruturas flexíveis, adotando um modelo compatível com essa situação. Para tal, o problema acoplado é resolvido utilizando uma abordagem Lagrangeana-Euleriana para o domínio do fluido, enquanto que, para o domínio do sólido é utilizado uma abordagem Lagrangeana. Como apoio para resolução das equações matemáticas do problema acoplado, foi utilizado o software de análises físicas ANSYS®. Uma análise modal utilizando o método Rational Fractional Polynomial foi desenvolvida para uma estrutura de aço em escala reduzida, e o resultado desta foi comparado com o resultado obtido do modelo feito no software. Seus modos de vibrar e frequências naturais são utilizados para comparar com o ocorrido no problema acoplado. O problema acoplado consiste em analisar o comportamento dinâmico da estrutura quando ela está sujeita à uma carga de ventos aleatórios, gerados pela incidência de uma rajada de vento em obstáculos. Constatou-se que uma estrutura submetida à cargas de ventos aleatórios tende a se movimentar conforme seus modos de vibração. Além disso, se a oscilação da carga de ventos aleatórios tiver uma frequência próxima da frequência natural da estrutura, esta tende a obter grandes deslocamentos. / In this work, a coupled fluid-structure problem is approached, comparing the result with the modal analysis of a structure. The objective of this work is to analyze the physical phenomenon of fluid-structure interaction in flexible structures, adopting a model compatible with this situation. The coupled problem is solved using a Lagrangean-Eulerian approach for the fluid domain, whereas for the solid domain an Lagrangean approach is used. As support for solving the mathematical equations of the coupled problem, ANSYS® physical analysis software was used. A modal analysis using the Rational Fractional Polynomial method was developed for a small-scale steel structure, and the result was compared to the result obtained from the software model. Its vibrating modes and natural frequencies are used to compare with what occurred in the coupled problem. The coupled problem consists of analyzing the dynamic behavior of the structure when it is subjected to a load of random winds, generated by the incidence of a gust of wind in obstacles. It was found that a structure subjected to loads of random winds tends to move according to its modes of vibration. In addition, if the oscillation of the random wind load has a frequency close to the natural frequency of the structure, it tends to obtain large displacements.

O presente trabalho apresenta uma comparação entre resultados da análise estrutural da superestrutura de um viaduto em seção celular obtidos do estudo por métodos teóricos e pelo método dos elementos finitos com uso de software adequado, visando a validação dos métodos empregados para obras em seção celular, observando os critérios de tempo, custo e resultados satisfatórios. Foram analisados os coeficientes de distribuição transversal dos esforços na superestrutura de um viaduto quando da ampliação da obra com uso de seção caixão de dimensões diferentes da original e sem haver simetria, visto a ampliação apenas para um lado da obra. Tal determinação apresenta grande importância, visto que o conhecimento das distribuições transversais entre as longarinas que compõem a obra permite a elaboração de projetos de alargamento de pontes mais precisos, buscando a melhor aproximação entre os modelos numéricos e o comportamento real da estrutura. Os resultados obtidos mostraram que os modelos tridimensionais são aqueles que mais se aproximam da condição real da estrutura, porém com alto nível de complexidade para desenvolvimento e uma demanda de tempo elevada. Os modelos de grelha e o modelo baseado na teoria de Fauchart apresentaram resultados divergentes dos modelos tridimensionais, se mostrando conservadores e com respostas imprecisas, não sendo indicados para análise de estruturas em seção caixão. Já o Método de Mason apresentou bons resultados, com valores próximos aos modelos tridimensionais, porém com um prazo mais reduzido de desenvolvimento e obtenção de resultados, caracterizando um método eficiente para estudos de ampliações de obras de arte com seção caixão, quando da análise dos critérios de custo, tempo e resultados. / The present work shows a comparison between results of the structural analysis of a cellular box cross section viaduct superstructure, the results are obtained with analytic simplified methods and with the finite element method using a suitable software, aiming the validation of the methods used for constructions in cellular box cross section, observing the criteria of time, cost and satisfactory results. The stress transversal distribution coefficients for the superstructure of a box cross section viaduct were analyzed for the expansion of the construction with the use of box cross section with different dimensions from the original one and with no symmetry, regarding the expansion only for one side of the construction. Such determination presents a huge importance, once the knowledge of the transversal distributions among the stringer beams that comprise the construction allows the elaboration of more accurate bridge widening designs, searching for the best approximation between the numerical models and the real behavior of the structure. The results showed that the three-dimensional models are those that are closer to the real condition of the structure, but with high level of complexity for development and a high demand of time. The grid model and the model based on the Fauchart’s theory show different results of the three-dimensional models, proving to be conservative and with inaccurate answers, not being indicated for the analysis of box cross section structures. On the other hand, the Mason’s Method showed good results, with values close to the ones of the three-dimensional models, however with a shorter time of development and delivery of results, featuring an efficient method for box cross section artworks widening studies, when analyzing the criteria of cost, time and results.

CAPES / Neste trabalho é abordado um problema acoplado fluido-estrutura, comparando o resultado com a análise modal de uma estrutura. O objetivo do trabalho consiste em analisar o fenômeno físico da interação fluido-estrutura em estruturas flexíveis, adotando um modelo compatível com essa situação. Para tal, o problema acoplado é resolvido utilizando uma abordagem Lagrangeana-Euleriana para o domínio do fluido, enquanto que, para o domínio do sólido é utilizado uma abordagem Lagrangeana. Como apoio para resolução das equações matemáticas do problema acoplado, foi utilizado o software de análises físicas ANSYS®. Uma análise modal utilizando o método Rational Fractional Polynomial foi desenvolvida para uma estrutura de aço em escala reduzida, e o resultado desta foi comparado com o resultado obtido do modelo feito no software. Seus modos de vibrar e frequências naturais são utilizados para comparar com o ocorrido no problema acoplado. O problema acoplado consiste em analisar o comportamento dinâmico da estrutura quando ela está sujeita à uma carga de ventos aleatórios, gerados pela incidência de uma rajada de vento em obstáculos. Constatou-se que uma estrutura submetida à cargas de ventos aleatórios tende a se movimentar conforme seus modos de vibração. Além disso, se a oscilação da carga de ventos aleatórios tiver uma frequência próxima da frequência natural da estrutura, esta tende a obter grandes deslocamentos. / In this work, a coupled fluid-structure problem is approached, comparing the result with the modal analysis of a structure. The objective of this work is to analyze the physical phenomenon of fluid-structure interaction in flexible structures, adopting a model compatible with this situation. The coupled problem is solved using a Lagrangean-Eulerian approach for the fluid domain, whereas for the solid domain an Lagrangean approach is used. As support for solving the mathematical equations of the coupled problem, ANSYS® physical analysis software was used. A modal analysis using the Rational Fractional Polynomial method was developed for a small-scale steel structure, and the result was compared to the result obtained from the software model. Its vibrating modes and natural frequencies are used to compare with what occurred in the coupled problem. The coupled problem consists of analyzing the dynamic behavior of the structure when it is subjected to a load of random winds, generated by the incidence of a gust of wind in obstacles. It was found that a structure subjected to loads of random winds tends to move according to its modes of vibration. In addition, if the oscillation of the random wind load has a frequency close to the natural frequency of the structure, it tends to obtain large displacements.

Submitted by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2018-05-03T11:57:05Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Pedro Felipe Tavares do Amaral - 2018.pdf: 5863877 bytes, checksum: 084454dc18411f245114eb910cfa2474 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2018-05-03T13:20:55Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Pedro Felipe Tavares do Amaral - 2018.pdf: 5863877 bytes, checksum: 084454dc18411f245114eb910cfa2474 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2018-05-03T13:20:55Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Pedro Felipe Tavares do Amaral - 2018.pdf: 5863877 bytes, checksum: 084454dc18411f245114eb910cfa2474 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2018-02-05 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / In the present work, studies about the nonlinear static and dynamic behavior of a spherical membrane are presented. This membrane is composed by a hyperelastic, incompressible homogeneous and isotropic material, which is defined by either of the two distinct constitutive models: Mooney-Rivlin or the Neo-Hookean model. The equilibrium equations are obtained from the large-strain theory, by utilizing a variational formulation and by subjecting the membrane to an uniformly distributed internal radial pressure differential. From the nonlinear static analysis, internal membrane tensions and strains are obtained. From the dynamic analysis, the frequency-amplitude relation, the linear stability analysis, the time response, bifurcation diagrams, resonance curves and basins of attraction are obtained. As a first step, there is an analysis on a membrane composed by the same experimental material, which is described by the two different constitutive models presented in this work. It is observed that the dynamic responses are considerably distinct, due to the difference between the geometrical nonlinearities that each constitutive model insert on the equilibrium equation. The Neo-Hookean model has a lower pre-stretching limit, and its attraction basins are more eroded and irregular than the Mooney-Rivlin, that is still stable on regions of larger vibration amplitudes. Then, the influence of the Mooney-Rivlin parameter (α) is evaluated, and it is found that this parameter is the main source of the differences between the constitutive models, modifying the stability, nonlinear vibrations and also influencing on the loss or gain of the global rigidity of the membrane. / Neste trabalho são apresentados estudos dos comportamentos não lineares, estático e dinâmico, de uma membrana de geometria esférica composta por um material hiperelástico, incompressível, homogêneo e isotrópico definido por um entre esses dois modelos constitutivos: Mooney-Rivlin ou Neo-Hookeano. As equações de equilíbrio são obtidas a partir da teoria de grandes deformações, utilizando uma formulação variacional e considerando a membrana esférica submetida a uma pressão interna na direção radial uniformemente distribuída. A partir da análise não linear estática, encontram-se as tensões e as extensões radiais da membrana e da análise dinâmica obtêm-se as relações frequência-amplitude, a análise não linear da estabilidade, as respostas no tempo, os diagramas de bifurcação, as curvas de ressonância e as bacias de atração da membrana. Primeiramente, analisa-se a membrana composta por um mesmo material experimental e descrita pelos dois modelos hiperelásticos avaliados nesta dissertação. Observa-se que as respostas dinâmicas são consideravelmente distintas entre si devido à diferença entre as não linearidades geométricas que cada modelo constitutivo insere na equação de equilíbrio, sendo que o modelo Neo-Hookeano apresenta menor limite de pré-carregamento com bacias de atração mais erodidas e menos uniformes quando comparado ao modelo de Mooney-Rivlin, que ainda apresenta estabilidade em regiões de maior amplitude de vibração. Posteriormente, avalia-se a influência do parâmetro do material do tipo Mooney-Rivlin (α), que é a principal fonte das diferenças entre os modelos constitutivos, na estabilidade e nas vibrações não lineares da membrana esférica, observando-se que o parâmetro influência na perda ou no ganho de rigidez global do problema.

The Fluid Concrete (FC) is a concrete that has high fluidity, which may allow the filling of molds without the need of mechanical compaction, only under the action of its own weight. As a concrete whole, the FC has low tensile strength, and an alternative to minimize this limitation is the inclusion of fibers to the concrete. The incorporation of fiber reinforced composite and induce tensile stresses. Within this context, this paper aims to provide a contribution to the production of a fluid concrete fiber, rubber and polypropylene and addition of waste from the processing of marble and granite(FFC). The methodology dosage used was Gomes (2002) for obtaining fluid concrete (FC) being adapted for insertion of fiber. To study the properties of compacting tests were carried out in the fresh state, such as scattering, V funnel and box L. To check the mechanical properties tests were performed in the hardened state, such as compression, tensile and modulus of elasticity with cylindrical body-of - proof dimensions of 10cm x 20cm RC and FFC, with fiber content rubber 2.0% polypropylene and 0.25% of the amount by weight of cement. As a result, the SC showed a decrease in scattering maximum diameter with increasing fiber content entered. The compressive strength and modulus of elasticity decreased, since the tensile strength showed an increase when compared to RC. From the results it is concluded that the FFC is not self compacting concrete, but has characteristics of self compacting, the increase in tensile strength indicates a higher ability to absorb impact. The FFC helps reduce scrap waste, reducing the environmental impact by becoming a ecoeffient concrete. / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Define-se como Concreto Fluido (CF) um concreto que apresenta abatimento entre 18cm e 25cm. Essa elevada fluidez pode permitir o preenchimento de fôrmas sem que haja necessidade de adensamento mecânico, apenas sob a ação do seu peso próprio. Como todo concreto, o CF possui baixa resistência à tração, e uma alternativa de minimizar essa limitação é a inserção de fibras ao concreto. A incorporação de fibras pode reforçar o compósito e permitir maior absorção de tensões de tração. Dentro deste contexto, o presente trabalho tem como objetivo proporcionar uma contribuição ao estudo de compósitos por meio da produção de um concreto fluido com fibras de borracha e de polipropileno e adição de resíduos do beneficiamento de mármore e granito (CFF). A Metodologia de dosagem utilizada para a obtenção desse concreto foi a de Gomes (2002) estabelecida para concreto autoadensável, com adaptações para inserção das fibras. Para o estudo das propriedades de adensabilidade foram realizados ensaios no estado fresco, tais como: espalhamento, funil V e caixa em L. Para verificação das propriedades mecânicas foram realizados ensaios no estado endurecido, tais como: compressão, tração e módulo de elasticidade, com corpos-de-prova cilíndricos de dimensões de 10cm x 20cm de CR e de CFF, com teor de fibras de borracha de 2,0% e de polipropileno de 0,25% da quantidade de cimento em massa. Como resultados, o CFF apresentou características de autoadensabilidade com um diâmetro máximo de espalhamento de 62,5cm. A resistência à compressão e o módulo de elasticidade apresentou uma redução, já a resistência à tração apresentou um aumento quando comparados ao Concreto de Referencia (CR). Dos resultados conclui-se que o CFF possui características de autoadensabilidade e acréscimo na resistência à tração. O CFF com fibras permitiu a incorporação de um resíduo inservível, reduzindo o impacto ambiental e se caracterizando como um concreto ecoefiente.

Submitted by Erika Demachki (erikademachki@gmail.com) on 2014-10-20T18:04:26Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Flávio Mamede Pereira Gomes - 2011.pdf: 8664342 bytes, checksum: ec6aaf6a4d8eea743adbadcdd5346581 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Approved for entry into archive by Jaqueline Silva (jtas29@gmail.com) on 2014-10-20T18:43:47Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Flávio Mamede Pereira Gomes - 2011.pdf: 8664342 bytes, checksum: ec6aaf6a4d8eea743adbadcdd5346581 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-10-20T18:43:47Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Flávio Mamede Pereira Gomes - 2011.pdf: 8664342 bytes, checksum: ec6aaf6a4d8eea743adbadcdd5346581 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Previous issue date: 2011-11-18 / Large dimension concrete structures or those with restrictive conditions for heat dissipation are particularly subject to cracking in the early ages. Several phenomena may occur simultaneously, such as autogenous reactions, plastic shrinkage or drying, and temperature variations, leading to deformations which may be the main cause of cracking in the early ages of concrete, if the structure is restrained. Thus, the behavior of the concrete must be satisfactorily modeled and foreseen. The thermal and mechanic properties of concrete can be determined by standard tests or by prediction models, depending on the time and values established for the remaining thermal properties. The calculation methodology may become complex, considering the influence of temperature in the exothermic of the reaction, within the theoretical framework of the thermo-chemical-mechanical couplings. However, it may be simplified, as it is the aim of this paper to demonstrate. As for the mechanical behavior, concrete is considered a viscoelastic material. The simplifications are adopted in relation to the resources and time available, or in relation to the specifications of the problem to be modeled. The modeling of the concrete structures with simple geometry in the early ages, such as reservoirs, foundation block or retaining walls is made by considering the material simply as elastic for purpose learning the coefficient of restrain, which correlates the tension in a certain point of the structure to the tension in a restrained bar. This allows a swifter calculation of thermal tensions in a specific point in the structure, based solely in the history of temperature and degree of restrain, in addition to the properties of the material, which is valid for some boundary situations. This enables the technical personnel not specialized to access relevant information about preventive and mitigating measures to be adopted against undesirable effects. / Estruturas de concreto de dimensões suficientemente grandes ou com restritas condições de dissipação de calor, estão particularmente sujeitas à fissuração nas primeiras idades. Diversos fenomenos ocorrendo simultaneamente, tais como retração autógena, retração plástica ou de secagem, variações de temperatura, provocam deformações que podem ser a principal causa de fissuração do concreto jovem, caso a estrutura esteja restringida, devendo ter o comportamento satisfatoriamente modelado e previsto. As propriedades térmicas e mecânicas do concreto podem ser determinadas por ensaios normatizados ou por modelos previsores das propriedades dependentes do tempo e valores tabelados para as demais propriedades térmicas. A metodologia de cálculo pode se tornar complexa, considerando a influência da temperatura na exotermia da reação, dentro do quadro teórico dos acoplamentos termo-químico-mecânicos, ou pode ser realizada de maneira simplificada, que é o objeto desta dissertação. Quanto ao comportamento mecânico, o concreto é considerado material viscoelástico. Simplificações são adotadas em função de recursos e tempo disponíveis, ou em função de especificidades do problema a ser modelado. A modelagem de estruturas de concreto nas primeiras idades com geometrias simples, tais como laje de reservatório, blocos de fundação e muros de arrimo, é realizada considerando o material simplesmente elástico para efeito do conhecimento do coeficiente de restrição, que correlaciona a tensão em um ponto da estrutura à tensão de uma barra restringida. Isto permite o cálculo expedito de tensões de origem térmica de um ponto da estrutura, baseado apenas no histórico de temperaturas e do grau de restrição, além é claro das propriedades do material, validada para algumas situações de contorno, disponibilizando ao meio técnico não especializado informações relevantes sobre medidas preventivas e mitigadoras de efeitos indesejáveis a serem adotadas.

Made available in DSpace on 2014-07-29T15:03:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Gregorio Sandro Vieira.pdf: 2051926 bytes, checksum: 3f1641739e31761ce674bd4e06e87c0d (MD5) Previous issue date: 2010-03-19 / This paper presents an experimental study done in bi-metal beams supported from 3000 mm in length, composed of thin-walled, resulting in a section of the "I". The beams were formed from the welding of the souls of two metal profiles of type U. The variables were the type of profile used, the quantity and positioning of the welded seams. The beams were divided into two groups where the first group used profiles of the "U" and the second group used simple profiles such as "U" stiff. Each group was composed of three beams so that a beam does not receive any amendment, another amendment received a girder high up in the middle of the span, and the third top beam was amended so that the position would result in an amendment pierced. The applied load was set so as to leave the central part of the beams, which served as a region of the present study, working in pure bending. Test results for beams without amendment were compared with the theoretical results and served as a parameter to compare the behavior of these beams, with beams that were amended. Also a comparison was made between the bearing capacity of the two groups of beams. The experiments showed that, by making the proper control of welding there is no problem in making welded seams in the rafters. We also observed that the simple addition of stiffening beams tables promotes a significant increase in the bearing capacity. There was no correlation between failure modes provided theoretically and observed experimentally, thus, further studies are needed to properly analyze the theoretical results with experimental results. / Este trabalho apresenta um estudo experimental feito em vigas metálicas bi-apoiadas de 3000 mm de comprimento, compostas por perfis formados a frio, resultando em uma seção do tipo I . As vigas foram formadas a partir da soldagem das almas de dois perfis metálicos do tipo U. As variáveis estudadas foram o tipo de perfil utilizado, a quantidade e o posicionamento das emendas soldadas. As vigas foram dividas em dois grupos onde, o primeiro grupo utilizou perfis do tipo U simples e o segundo grupo utilizou perfis do tipo U enrijecido. Cada grupo foi composto por três vigas de forma que uma viga não recebeu nenhum tipo de emenda, outra viga recebeu uma emenda de topo no meio do vão, e a terceira viga recebeu emendas de topo de forma que o posicionamento resultasse em uma emenda trespassada. O carregamento aplicado foi disposto de forma a deixar a parte central das vigas, que serviu como região de estudo deste trabalho, trabalhando em flexão pura. Os resultados dos ensaios para as vigas sem emenda foram comparados com os resultados teóricos e serviram de parâmetro para a comparação do comportamento destas vigas, com o das vigas que receberam emendas. Também foi feita uma comparação entre a capacidade portante dos dois grupos de vigas. Os experimentos constataram que, fazendo-se o controle adequado da soldagem não há problemas em se fazer emendas soldadas nas vigas. Também foi observado que o simples acréscimo de enrijecimento nas mesas das vigas promove um acréscimo significativo da capacidade portante. Não houve concordância entre os modos de ruptura previstos teoricamente e os observados experimentalmente, assim, são necessários mais estudos para se analisar adequadamente os resultados teóricos com os resultados experimentais.

Made available in DSpace on 2014-07-29T15:03:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao ariovaldo ecivil 2009.pdf: 972968 bytes, checksum: 9d1288c7a6be7d0bce6e1136f5b34c12 (MD5) Previous issue date: 2009-09-23 / The cold-formed steel sheets have been sufficiently used when it is thought of manufacturing a metallic structure with reduced weight. Its use until some time ago in construction was limited to the secondary structures, but, with considerable growth in research involving this type of material together with development of technical standards, made its use a good solution for certain types of light structures. The present work presents considerations on cold-formed steel sheets, the patened steel, processes of welding and the result of experimental tests with beams with composed section of two profiles U constituted with cold-formed steel sheets, manufactured with two types of patened steel produced in Brazil. In some of these beams, welded sections with coated electrode had been used and were made the comparison with the reference beam, where it was possible to study the influence of the process of welding in the ultimate resistance and the ductility of the beam. / Os perfis metálicos formados a frio tem sido bastante usados quando se pensa em fabricar uma estrutura metálica com peso próprio reduzido. O seu uso até a algum tempo atrás na construção civil estava limitado apenas a estruturas secundárias, mas, com o crescimento considerável de pesquisas envolvendo este tipo de material associadas ao desenvolvimento de normas técnicas, fez com que o seu uso apresentasse uma boa solução para determinados tipos de estruturas leves. O presente trabalho apresenta considerações sobre perfis formados a frio, aços patináveis, processos de soldagem e o resultado de ensaios experimentais de vigas bi-apoiadas constituídas de perfis formados a frio compostas pela junção de dois perfis U enrijecidos, fabricadas com dois tipos de aço patináveis produzidos no Brasil, comparando-se os resultados. Em algumas destas vigas foram feitas emendas soldadas com eletrodo revestido e foi feita a comparação com vigas de referência, sem emenda soldada, possibilitando o estudo da influência do processo de soldagem na resistência à flexão e na ductilidade das vigas.

Made available in DSpace on 2014-07-29T15:03:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Patricia Maria de Carvalho Soares.pdf: 3565512 bytes, checksum: b063397a71947658317311f45760e7a4 (MD5) Previous issue date: 2010-08-24 / The main objective is to develop, implement and evaluate a method to search for surfaces in order to determine the three-dimensional critical surface, corresponding to the lowest factor of safety of the embankment. They are also objectives of this study to evaluate the influence of the strength and elastic parameters the geometry of the slope safety factor and the 3D shape and position of the failure surface, as well as to evaluate the relationship between 2D and 3D safety factors. It was implemented an optimization routine in FORTRAN that performs the search for critical failure surface, whose safety factor is calculated by SAFE-3D program. The SAFE-3D program uses voltages coming from an elastic stress analysis performed by FlexPDE program, which uses the finite element method and provides the shear and normal stresses acting on the slope necessary to calculate the safety factor. For the analysis has been adopted as the ellipsoid shape of the rupture surface. The search method implemented examines safety factors obtained for a finite set of solutions and design variables as the coordinates of the center of the ellipsoid and the size of its three semi-axes. The search algorithm is implemented in successive tests of the factor of safety by SAFE-3D program, varying the position and dimensions of the ellipsoid for the determination of lower safety factor of slope. It was analyzed two examples of slopes, a symmetrical slope which varied the parameters of soil strength and the angle of the slope face and the other was the historic case of slipping Lodalen. The methodology implemented was successful in finding the critical failure surface, achieving consistency in results. The Poisson's ratio was very influential in the results of the safety factors of three-dimensional critical surfaces. It was also observed that there is less difference between the safety factors when keeping the shear stress unacceptable when these tensions are eliminated there is a closeness among the factors of safety. / O principal objetivo deste trabalho é desenvolver, implementar e avaliar um método de busca de superfícies de ruptura tridimensionais a fim de determinar a superfície crítica, correspondente ao menor fator de segurança do talude. São também objetivos deste trabalho avaliar a influência dos parâmetros de resistência e elásticos e da geometria do talude no fator de segurança 3D e no formato e na posição da superfície de ruptura, assim como avaliar a relação entre os fatores de segurança bi e tridimensionais. Foi implementada uma rotina de otimização na linguagem FORTRAN que realiza a busca pela superfície de ruptura crítica, cujo fator de segurança é calculado pelo programa SAFE-3D. O programa SAFE-3D utiliza tensões vindas de uma análise elástica de tensões realizada pelo programa FlexPDE, o qual utiliza o método dos elementos finitos e fornece as tensões normais e cisalhantes atuantes no talude necessárias para o cálculo do fator de segurança. Para a análise foi adotado o elipsóide como forma da superfície de ruptura. O método de busca implementado analisa fatores de segurança obtidos para um conjunto finito de soluções tendo como variáveis de projeto as coordenadas do centro do elipsóide e as dimensões dos seus três semi-eixos. O algoritmo de busca implementado consiste em análises sucessivas do fator de segurança através do programa SAFE-3D, variando-se a posição e as dimensões do elipsóide para a determinação do menor fator de segurança do talude. Foram analisados dois exemplos de taludes, um talude simétrico onde foram variados os parâmetros de resistência do solo e o ângulo da face do talude e o outro foi o caso histórico do escorregamento de Lodalen. A metodologia implementada teve êxito na busca pela superfície de ruptura crítica, conseguindo coerência nos resultados encontrados. O coeficiente de Poisson se mostrou muito influente nos resultados dos fatores de segurança tridimensionais de superfícies críticas. Foi observado também que existe uma menor diferença entre os fatores de segurança quando se mantêm as tensões cisalhantes inadmissíveis, quando estas tensões são eliminadas existe uma maior proximidade entre os fatores de segurança.

Made available in DSpace on 2014-07-29T15:03:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Emmele G Fontenelle.pdf: 3889725 bytes, checksum: 2db009d8581a8358994f13fbf37f6062 (MD5) Previous issue date: 2011-06-27 / Fastenings inserted in concrete are used in order to allow the introduction of these components in concrete structures, enabling the structural link between metal structures and concrete foundation and between prefabricated components and fixing reinforcement elements. This work will study specifically an anchoring system pre-installed (cast-in-place anchor), consisting of single head studs with square head and subjected to tensile force. Assays were performed in 30 headed studs, using self-compacting concrete with compressive strength in the C-30 class. The main variables are the presence and rate of reinforcement, the arrangement of reinforcement in the blocks, and the influence of both the flexural reinforcement (longitudinal and transverse) and the shear reinforcement (hairpins) on the load capacity of the anchorage. The experimental results were compared with five methods of design found in the literature and show that the flexural einforcement has no effect in increasing the load capacity of the anchorage. The use of a shear reinforcement together with the flexural reinforcement can increase the capacity of the anchor up to 64%. Increasing the distance of the hairpins in relation to the head stud reduces the ultimate load achieved by the anchoring system while the increase in diameter and / or in the number of layers of hairpins can increase the ultimate load. / Pinos de ancoragem inseridos em concreto são empregados com a finalidade de permitir a fixação de elementos para a introdução de solicitações nas estruturas de concreto, viabilizando as ligações estruturais entre estruturas metálicas e a fundação de concreto, entre componentes pré-fabricados e na fixação de elementos de reforço. Neste trabalho será abordado e estudado especificamente um sistema de ancoragem pré-instalado, composto por pino de ancoragem único com cabeça quadrada e submetido à força de tração. Foram realizados ensaios em 30 pinos, utilizando-se concreto auto-adensável com resistência à compressão na classe C-30, tendo como principais variáveis a presença e taxa de armadura, e disposição da armadura nos blocos, analisadas tanto na armadura de flexão (longitudinal e transversal) quanto na armadura de cisalhamento (grampos). Os resultados experimentais foram comparados com cinco métodos de cálculo da literatura e mostram que a armadura de flexão não influencia no aumento da capacidade de carga do pino de ancoragem. A utilização de uma armadura de cisalhamento juntamente com a armadura de flexão pode aumentar a capacidade de carga do pino em até 64%. O afastamento dos grampos em relação ao pino diminui a carga última atingida pelo pino de ancoragem, enquanto o aumento do diâmetro e/ou o aumento do número de camadas dos grampos pode aumentar a carga última.