[pt] Um procedimento simples, para a avaliação do aumento ou diminuição (sensibilidade) das cargas de flambagem estática ou dinâmica (flutter) de estruturas na presença de pequenas imperfeições geométricas, é apresentado. O modelo computacional considera estruturas planas elásticas modeladas por elementos de viga retos. Os sistemas de carregamento podem ser conservativos ou não- conservativos. A formulação matricial inclui as matrizes de rigidez elástica, de massa e geométrica usuais. O algoritmo implementado avalia a carga crítica clássica. Adicionalmente, as imperfeições são levadas em conta a partir de uma matriz de imperfeição, resultante da mudança na rigidez elástica decorrente de pequenos desvios na geometria (pequenas rotações nos elementos). São apresentados exemplos para ilustrar a técnica desenvolvida e investigar as cargas de flambagem de algumas estruturas básicas: pórtico de Roorda, coluna de Euler, coluna de Beck, arco circular e viga sobre base elástica (análogo à deformação axissimétrica de uma casca cilíndrica). Conclui-se que o uso da matriz de imperfeição proposta pode fornecer valiosa informação qualitativa sobre a sensibilidade da carga de flambagem em relação às imperfeições. / [en] A simple procedure for the evaluation of the increase or decrease (sensitivity) of static and dynamic (flutter) buckling loads of structures in the presence of small geometrical imperfections is presented. The computational model considers plane elastic structures modelled by straight beam elements. The loading systems cam be conservative or non-conservative. The matrix formulation includes the usual elastic stiffness, mass, and geometric matrices. The algorithm implemented herein evaluates the classical critical load. In addition, the imperfections are taken into account by an imperfection matrix, which results from the change in the elastic stiffness due to small deviations of geometry (small rotations of the elements). Examples are presented to illustrate the technique developed herein and to investigate the buckling loads of some basic structures: Roorda´s frame, Euler´s column, Beck´s column, circular arch, and beam on elastic foundation (analogous to axissimetric deformation of cylindrical shell). It is concluded that the use of the proposed imperfection matrix can provide valuable qualitative information on the sensitivity of the buckling load to imperfections. / [es] En este trabajo se presenta un procedimento simple para la evaluación del aumento o disminución (sensibilidad) de las cargas de flameo estática o dinámica (flutter) de extructuras en presencia de pequeñas imperfecciones geométricas. El modelo computacional considera extructuras planas elásticas modeladas por elementos de viga rectos. Los sistemasde carga pueden ser conservativos o no- conservativos. La formulación matricial incluye las matrices de rígidez elástica, de masa y geométrica usuales. El algoritmo implementado evalúa la carga crítica clásica. Adicionalmente, las imperfecciones se consideran a partir de una matriz de imperfección, resultante de la mudanza en la rígidez elástica consecuencia de pequeños desvios en la geometría (pequeñas rotaciones en los elementos). Se presentan ejemplos para ilustrar la técnica desarrollada e investigar las cargas de flameo de algumas extructuras básicas: pórtico de Roorda, columna de Euler, columna de Beck, arco circular y viga sobre base elástica (análogo a la deformación axisimétrica de una cáscara cilíndrica). Se concluye que el uso de la matriz de imperfección propuesta puede ofrecer una valiosa información cualitativa sobre la sensibilidad de la carga de flameo en relación a las imperfecciones.

[pt] Contexto: Exceções não tratadas afetam a confiabilidade, usabilidade e segurança em aplicações web. Diversos estudos mediram a confiabilidade de aplicações web em uso em relação a exceções não tratadas, mostrando a recorrência deste problema durante a fase de manutenção. Detectar exceções não tratadas latentes de forma automatizada é uma tarefa difícil e específica de cada aplicação. Assim, abordagens gerais para tratar defeitos em aplicações web não tratam exceções não tratadas latentes apropriadamente. Objetivos: Projetar e avaliar um método que possa suportar encontrar, corrigir e prevenir exceções não tratadas em aplicações web. Método: Nós aplicamos o ciclo de engenharia do design science para projetar o método chamada Manutenção Orientada a Padrões (PDM). PDM consiste em identificar padrões de defeitos se baseando nos logs do servidor de aplicação, produzindo regras de análise estática que podem ser utilizadas para a prevenção de defeitos. Nós aplicamos PDM em duas aplicações web na indústria envolvendo empresas e tecnologias diferentes, medindo a melhoria confiabilidade das aplicações e a precisão das regras de análise estática produzidas. Nós também avaliamos o reuso das regras de análise estática produzidas durante a aplicação do PDM em software da mesma empresa e de outras empresas. Finalmente, nós estudamos a eficácia e aceitação de mantenedores novatos aplicando o método PDM. Resultados: Nos dois casos industriais, nossa abordagem permitiu a identificação de padrões de defeitos e exceções não tratadas latentes para correção no código fonte, permitindo eliminar completamente as falhas relacionadas a exceções não tratadas latentes e melhorando assim a confiabilidade da aplicação. Algumas regras de análise estática produzidas pela aplicação do método PDM foram reutilizadas em software na mesma empresa e em outra empresa. Nós identificamos os conhecimentos e experiências que influenciam em aplicar os passos do método PDM de forma eficaz. A maior parte dos mantenedores novatos acharam o método PDM útil, mas não fácil de aplicar, dificultando a aceitação do método entre novatos. Conclusões: Os resultados fortalecem nossa confiança que o PDM pode ajudar os mantenedores a melhorar a confiabilidade em relação a exceções não tradadas em aplicações web existentes. Nós disponibilizamos orientações sobre como utilizar o método, reutilizar as regras de análise estática produzidas, e quais conhecimentos e experiências são necessárias para aplicar o PDM com eficácia. / [en] Background: Unhandled exceptions affect the reliability, usability, and security of web applications. Several studies have measured the reliability of web applications in use against unhandled exceptions, showing a recurrence of the problem during the maintenance phase. Detecting automatically unhandled latent exceptions is difficult and application-specific. Hence, general approaches to deal with defects in web applications do not treat unhandled exceptions appropriately. Aims: To design and evaluate a method that can support finding, correcting, and preventing unhandled exceptions in web applications. Method: We applied the design science engineering cycle to design a method called Pattern-Driven Maintenance (PDM). PDM relies on identifying defect patterns based on application server logs and producing static analysis rules that can be used for prevention. We applied PDM to two industrial web applications involving different companies and technologies, measuring the reliability improvement and the precision of the produced static analysis rules. We also evaluated reuse of static analysis rules produced during PDM application on within- and cross-company software. Finally, we studied the effectiveness and acceptance of novice maintainers on applying the PDM method Results: In both industry cases, our approach allowed identifying defect patterns and finding unhandled latent exceptions to be fixed in the source code, enabling to eliminate the pattern-related failures and improving the application reliability completely. Some of the static analysis rules produced by PDM application were reused on within- and cross-company software. We identified knowledge and experiences that influence on effectively applying steps of the PDM method. Most of the novice maintainers find PDM useful, but not easy to apply, thus hindering PDM acceptance among novices. Conclusions: The results strengthen our confidence that PDM can help maintainers to improve the reliability for unhandled exceptions in existing web applications. We provide guidance on how to apply PDM, reuse the produced static analysis rules, and the knowledge and experiences needed to apply the PDM method effectively.

[pt] Uma das atividades relacionadas à recuperação de barragens envolve o alteamento de barragens existentes, normalmente com o objetivo de aumentar a capacidade de armazenamento dos reservatórios, melhorar o fator de segurança dos taludes ou a proteção da estrutura contra possíveis cheias. O alteamento pode estar previsto no projeto original da barragem, mas na maioria dos casos trata-se de um novo estudo, com a barragem em operação, devendo-se verificar as novas condições de fluxo, efeitos na estabilidade de taludes e na resposta da barragem a carregamentos estáticos e sísmicos, estes principalmente em regiões de alta sismicidade, como no sul do Peru, onde se enontram a barragem de terra de Viña Blanca, aqui considerada. Nesta dissertação o método dos elementos finitos e o método de equilíbrio limite, isolada ou conjuntamente, são empregados para análise estática e dinâmica destas barragens de terra considerando diversas opções de alteamento, como a construção de muros parapeito, muros de gabião, solo compactado, solo reforçado com geotêxteis e solo reforçado com revestimento de concreto. De estudos de perigo sísmico efetuados no local das barragens, selecionou-se o valor de aceleração horizontal máximo para ser utilizado nos registros de aceleração ocorridos nos terremotos de Lima (1974) e de Moquegua (2001). As análises numéricas efetuadas mostram que as opções de alteamento consideradas não alteram significativamente as condições de segurança das barragens existentes, tanto do ponto de vista hidráulico como da estabilidade de taludes e resposta dinâmica durante a incidência de terremotos. / [en] One of the activities related to dam constructions involves the raising of the existent structure, normally done with the objective of increasing the water storage capacity of the reservoirs, improving the safety factor of the embankment slopes or to ensure a better protection against possible water flooding. The raising of an earth dam can be predicted in the original dam plan, but in mostly situations consists of a new design, with the dam fully operational, where the effects of a new dam height and reservoir level should be assessed with respect to flow conditions, stability of the embankment soil slopes and the response of the revised structure under static and seismic loads, mainly in highly seismic regions, as in the South of Peru where the earth dam of Viña Blanca, herein studied, was constructed. In this dissertation, the finite element method and the limit equilibrium method were used for the static and dynamic analyses of these earth dams, in their original geometry as well after dam raising with reinforced soil, compacted soil and concrete or gabion structures, among other options. From studies of seismic risk analyses carried out at the dam sites, the value of maximum horizontal acceleration equal to 0.4g was chosen to be used as the peak acceleration in the Lima (1974) and Moquegua (2001) acceleration time histories. The numerical results indicate that all dam raising options investigated in this work do not affect the safety conditions of the dams significantly, either under the point of view of the hydraulic behavior as well as soil slope stabilities or the dynamic response of the earth dams to seismic loads.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:24:52Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-02-25Bitstream added on 2014-06-13T19:52:43Z : No. of bitstreams: 1 000755405.pdf: 721229 bytes, checksum: a665c9ee190d3a2675b924dd4bb2c525 (MD5) / As origens da Teoria dos Invariantes na Inglaterra e o Mécanique Analytique de Lagrange (1788), é um trabalho voltado principalmente a entender uma possível influência que levou George Boole em 1841, a escrever o artigo Exposition of a General Theory of Linear Transformations e verificar se a motivação que o fez produzir este trabalho é igual ou diferente da motivação que ele exerceu sobre Arthur Cayley e consequentemente sobre James Joseph Sylvester. O presente trabalho apresenta um estudo das origens da Teoria dos Invariantes, no século XIX na Inglaterra. De acordo com os historiadores da Matemática o marco do início desta Teoria foi a publicação de George Boole em 1841. Assumimos este artigo como referência principal para realizar nossa pesquisa. Analisamos “antes” e “após” esta publicação de 1841. Concluímos que o Mécanique Analytique de Lagrange, foi a principal motivação para George Boole escrever seu trabalho e, certamente, George Boole foi uma grande influência para Arthur Cayley no que condiz com a escolha do assunto “invariantes” bem como o desenvolvimento desta Teoria por Cayley / The origins of the theory of invariants in England and Mécanique Analytique of Lagrange (1788), is a work geared primarily to understand a possible influence that led George Boole in 1841, writing the article Exposition of the General Theory of Linear Transformations and verify that the motivation that did produce this work is equal or different of the motivation that he exerted on Arthur Cayley and James Joseph Sylvester consequently. This paper presents a study of the Invariant Theory origins, in the nineteenth century in England. According to historians of Mathematics the beginning of this Theory was the publication in 1841 of George Boole. We have taken this article as a reference to our research. We have proposed to analyzed before and after this publication, 1841. We conclude that the Mécanique Analytique Lagrange, was the essential motivation for George Boole write his work, and certainly George Boole was a great influence to Arthur Cayley in which matches the choice of subject invariants as well as the development of this Theory by Cayley

[pt] As alterações no solo decorrentes de um elemento de fundação profunda e seus desempenhos sob a aplicação de carga axial são processos há muito tempo estudados na engenharia civil. Diversos fatores como, método de instalação utilizado, formato da estaca, interações solo-estrutura, mecanismos de transferências de carga, movimentação do solo e alterações na compressibilidade e tensões do solo adjacente, apresentam desafios importantes que ainda não foram totalmente compreendidos nos fenômenos de penetração e capacidade de suporte em estacas. Diversos avanços foram realizados ao longo das últimas décadas para se investigar estes comportamentos, a partir procedimentos experimentais e novas formas de instrumentação, assim como ferramentas numéricas sofisticadas com o emprego de complexos modelos constitutivos em elementos finitos. Apesar destes avanços, a modelagem numérica dos processos citados, com todas as suas complexidades, ainda encontra alguns desafios. Devido a facilidade em lidar com simulações de grandes deformações e de captar o comportamento dilatante e nãolinear de solos granulares, o Método dos Elementos Discretos apresenta uma excelente ferramenta para investigar estes processos, sem grandes complicações. O presente trabalho procurou avaliar os comportamentos obtidos a partir de diferentes processos de instalação da estaca e seus efeitos nos resultados da prova de carga estática em solos granulares. As alterações de tensão e deslocamento foram avaliadas nos diferentes modelos e discutindo sobre uma metodologia básica para obter correspondências qualitativas e quantitativas com os diferentes comportamentos de campo e laboratório. Para este estudo foram utilizados os programas PFC, na versão 2D, e o programa UDEC, da Itasca co. / [en] The disturbances experienced by the soil owing to the load applied to a deep foundation and its relative behavior consist of long time studied phenomena in civil engineering. Several factors such as the installation methods, the pile geometry, the interactions between soil and structure, the load-transfer mechanisms, the soil movements and the disturbances in the stress and compressibility fields present major challenges that have not yet been completely understood. Numerous advances have been observed throw-out the last decades, in order to investigate these behaviors starting from the different pile instrumentations, the use of calibration cameras and centrifuges and most recently the measurement of the stress and strain fields inside the soil mass in model tanks. Despite the advances the numerical modelling of those processes still faces major challenges. Due to simplified approach used by the Discrete Element Method to simulate large deformation and the dilant non-linear behavior of granular soils, it presents as an excellent tool to investigate these processes without further complications. The present work proposed to evaluate the different behaviors obtained with the variations of installation methods investigated as well as their effects in the results of the Pile Load Test. The disturbances were also evaluated in the different models considered and a basic method to achieve qualitative and quantitative comparisons was discussed. These studies were made possible with the help of the PFC2D and UDEC programs developed by Itasca co.

[pt] Apresenta-se a formulação de um modelo isoparamétrico para a análise de viga tridimensional por elementos finitos que inclui a cinemática de deformação axial, de flexão, de torção e do empenamento da seção reta. A geometria do elemento e o campo de deslocamentos são aproximados, na direção longitudinal, por funções cúbicas de interpolação definidas na linha central. O elemento possui três graus-de-liberdade de translação e um grau-de-liberdade de rotação em torno do eixo axial da viga que permitem representar as deformações lineares longitudinais e de cisalhamento devidas aos esforços axiais, de flexão e de torção na viga. Além destes um número de graus-de-liberdade generalizados é utilizado na representação do estado de deformações resultante do empenamento da seção reta. Condições de compatibilidade dos deslocamentos entre elementos contíguos ou entre um elemento e uma parede rígida são obtidas através de um procedimento de penalização na expressão da energia de deformação. A condensação estática dos graus-de-liberdade generalizados na matriz de rigidez do elemento permite reduzir o desenvolvimento a uma formulação com quatro graus-de-liberdade por nó. A formulação foi implementada e resultados numéricos são utilizados para ilustrar as características do elemento em representar análises típicas de engenharia com vigas. / [en] The formulation of a three-dimension isoparametric beam elemento model that includes kinematics of axial, bending, torsional and warping displacements is presented. The element geometry and displacement fields are approximated using cubic interpolation functions along the element lenght coordinate, on the beam center axis. The displacements are represented by three translation and one rotation degrees-of-freedom, that account for linear and shear strains, and a number of generalized degrees-of-freedom to represent strains in the beam due to cross-section warping. Continuity conditions between adjoining element and between an element and a rigid wall are achieved by using rotation compatibility conditions at the common node. These are obtained with a penalty procedure added to the element strain energy. Static condensation of the generalized degrees-of-freedom is performed in the element stiffness matrix such the formulation results into a four degree-of-freedom per node element. The formulation has been implemented and some sample analysis results are furnished to illustrate the element capabilities in handling typical engineering beam analyses.

[pt] Estruturas treliçadas espaciais são arranjos geométricos de barras amplamente utilizados em coberturas de edificações. Diversos fatores favorecem o seu uso, tais como a capacidade de vencer grandes vãos e a facilidade em assumir diversas formas. A busca pela geometria ótima é um objetivo importante no projeto de estruturas, onde o interesse principal é minimizar o custo da estrutura. O objetivo deste trabalho é apresentar um sistema computacional capaz de minimizar o peso de estruturas treliçadas cuja geometria é definida por curvas de Bézier. Portanto, os pontos de controle das curvas de Bézier são utilizados como variáveis de projeto. As áreas das seções transversais das barras e a altura da treliça também são consideradas como variáveis de projeto e restrições sobre a tensão de escoamento e a tensão crítica de Euler são impostas no problema de otimização. A estrutura é analisada por meio do método dos elementos finitos considerando a hipótese do comportamento linear físico e geométrico. Os algoritmos de otimização usados neste trabalho utilizam o gradiente da função objetivo e das restrições em relação às variáveis de projeto. O sistema computacional desenvolvido neste trabalho foi escrito em linguagem MATLAB e conta com uma integração com o SAP2000 por meio da OAPI (Open Application Programming Interface). Os resultados numéricos obtidos demonstram a eficiência e a aplicabilidade deste sistema. / [en] Spatial truss structures are geometrical arrangements of bars widely used in building roofs. Several factors favor their use, such as the ability to overcome large spans and the capability of assuming a variety of configurations. The search for optimal geometry is an important goal in the design of structures, where the main interest is to minimize the cost of the structure. The objective of this work is to present a computational system capable of minimizing the weight of truss structures whose geometry is defined by Bézier curves. Therefore, the control points of the Bézier curves are used as design variables. The cross-sectional areas of the bars and the truss height are also considered as design variables and constraints on the yield stress and Euler critical stress are imposed on the optimization problem. The structure is analyzed using truss elements considering the physical and geometric linear behavior. The optimization algorithms used in this work require the gradient of the objective function and constraints with respect to the design variables. The computational system developed in this work was written in MATLAB and has an integration with SAP2000 through the OAPI (Open Application Programming Interface). The obtained numerical results demonstrate the efficiency and applicability of the developed system.