Orientador: Prof. Dr. Luiz Francisco Monteiro Leite Ciscato / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC. Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia/Química, 2017. / A reação de produção de luz pelo vaga-lume envolve a oxidação enzimática da Dluciferina, um composto que contém dois anéis tiazólicos; a formação desta D-luciferina em meio biológico acontece por um processo envolvendo a reação de D-cisteína com 2-ciano-6- hidroxibenzotiazol, uma reação de mecanismo ainda desconhecido. Esta reação tem sido empregada na formação eficiente de conjugados entre duas moléculas de atividade biológica distintas, de maneira muito eficiente, e permite o desenvolvimento racional de bioconjugados altamente específicos. A proposta mecanística atual apresenta várias lacunas, principalmente quanto às etapas de catálise básica e de ciclização, porém a eficiência da reação em meio aquoso básico é inequívoca. A determinação do mecanismo operando nesta transformação na condição aquosa básica, além de solucionar um problema mecanístico de relevância biológica, pode levar ao desenvolvimento de novos processos eficientes de formação de bioconjugados em meio aquoso. / The reaction involved in the light emission by firefly involves the oxidation of Dluciferin, a compound containing two thiazolic rings; the formation of D-luciferin in biological media involves the coupling between D-cysteine and 2-cyano-6- hidroxibenzotiazol, a reaction with a undetermined mechanism. Althought, this reaction has been used in efficient generation of conjugates between two molecules of biological activity, allowing the rational development of bioconjugates with high specificity. The proposed mechanistic pathway has many deficiencies, particularly in relation to the stages of basic catalysis and cyclization; however, the efficiency of reaction in aqueous basic media is unequivocal. The determination of the mechanism operating in this transformation in aqueous conditions, in addition to solving a problem of mechanistical relevance, can lead to the development of new efficient processes of formation of specific bioconjugates.

A Wireless Sensor Network (WSN) is a group of spatially dispersed sensors that monitor the physical conditions of the environment and collect data at a central location. Sensor deployment is one of the main design aspects of WSNs as this a ffects network coverage. In general, WSN deployment methods fall into two categories: planned deployment and random deployment. This thesis considers planned sensor deployment of a Mobile Wireless Sensor Network (MWSN), which is defined as selectively deciding the locations of the mobile sensors under the given constraints to optimize the coverage of the network. Metaheuristic algorithms are powerful tools for the modeling and optimization of problems. The Krill Herd Algorithm (KHA) is a new nature-inspired metaheuristic algorithm which can be used to solve the sensor deployment problem. A Multi-Agent System (MAS) is a system that contains multiple interacting agents. These agents are autonomous entities that interact with their environment and direct their activity towards achieving speci c goals. Agents can also learn or use their knowledge to accomplish a mission. Multi-agent systems can solve problems that are very difficult or even impossible for monolithic systems to solve. In this work, a modification of KHA is proposed which incorporates MAS to obtain a Multi-Agent Krill Herd Algorithm (MA-KHA). To test the performance of the proposed method, five benchmark global optimization problems are used. Numerical results are presented which show that MA-KHA performs better than the KHA by finding better solutions. The proposed MA-KHA is also employed to solve the sensor deployment problem. Simulation results are presented which indicate that the agent-agent interactions in MA-KHA improves the WSN coverage in comparison with Particle Swarm Optimization (PSO), the Firefly Algorithm (FA), and the KHA. / Graduate

A otimização de amortecedores é uma área nova que vem sendo explorada nos últimos anos. Existem vários métodos clássicos e outros mais recentes que estão disputando em confiabilidade, eficiência e rapidez na obtenção de um resultado ótimo. Os algoritmos de otimização são classificados em determinísticos, que utilizam a informação do gradiente, ou seja, usam os valores das funções e suas derivadas, e os meta-heurísticos são algoritmos aleatórios que são métodos probabilísticos não baseados em gradiente, utilizando somente a avaliação da função objetivo. O Firefly Algorithm é um algoritmo meta-heurístico relativamente recente inspirado no comportamento da luz dos vagalumes. Este trabalho propõe um método para a otimização de amortecedores por atrito utilizando algoritmo meta-heurístico. O método proposto é testado em dois edifícios, de nove e dezesseis andares, submetidos a duas excitações sísmicas cada. A otimização tem um objetivo principal: diminuir a resposta dinâmica em termos do deslocamento máximo no topo das estruturas obtido através de um algoritmo programado baseado no método das diferenças finitas centrais, otimizando o local de um número máximo de amortecedores e as forças de atrito dos mesmos. Para o caso da estrutura de nove andares o número máximo de amortecedores é de quatro e para o caso da estrutura de dezesseis andares o número máximo é seis. Os resultados demostraram que, para os dois casos estudados, o deslocamento no topo da estrutura diminui em mais de 50%, concluindo-se que o método programado é eficaz assim como o Firefly Algorithm é adequado para obter as posições e as forças de atrito ótimas. Portanto, acredita-se que o método proposto poderá ser utilizado como uma ferramenta útil para auxiliar no projeto de amortecedores por atrito. / The damper’s optimization is a new area that has been explored in recent years. There are several classics and newer methods that are competing in reliability, efficiency and speed in achieving a great result. The algorithms are classified as deterministic, using gradient information, or use the function values and their derivatives, and meta- heuristic optimization algorithms are random probabilistic methods that are not based on gradient using only the evaluation of the objective function. The Firefly Algorithm is a relatively new meta-heuristic algorithm inspired on the behavior of the light of fireflies. This work proposes a method for the friction damper’s optimization using meta-heuristic algorithm. The proposed method is tested in two structures: a nine story building and a sixteen story building. They were submitted to two seismic excitations each. The optimization has one main goal: to reduce the dynamic response in terms of the maximum displacement at the top of the structures obtained by a programmed algorithm based on the central finite difference method, optimizing the location of a maximum number of dampers and their friction’s forces. In the case of the nine story building, the maximum number of dampers is four, and in the case of the sixteen story building the maximum number is six. The results showed that for the two cases studied, the displacement at the top of the structure decreases by more than 50%, concluding that the programmed method is effective and the Firefly Algorithm is appropriate to get the positions and friction’s forces optimal. Therefore, it is believed that the proposed method can be used as a tool to aid in the design of friction dampers.

Na presente tese é resolvida a equação de difusão de nêutrons estacionária, bem como problemas de cinética, em geometria unidimensional cartesiana multi-região considerando o modelo de multigrupos de energia. Um dos objetivos e inovação neste trabalho é a obtenção de uma solução aproximada com estimativa de erro, controle de precisão e na forma de uma expressão analítica. Com esse tipo de solução não há a necessidade de recorrer a esquemas de interpolação, geralmente necessários em caso de discretizações do domínio. O fluxo de nêutrons é expandido em uma série de Taylor cujos coeficientes são encontrados utilizando a equação diferencial e as condições de contorno e interface. O domínio é dividido em várias células, cujo tamanho e o grau do polinômio são ajustáveis de acordo com a precisão requerida. Para resolver o problema de autovalor é utilizado o método da potência. A metodologia é aplicada em um benchmark que consiste na solução da equação de difusão como condição inicial e na solução de problemas de cinética para diferentes transientes. Os resultados são comparados com sucesso com resultados da literatura. A convergência da série é garantida pela aplicação de um raciocínio baseado no critério de Lipschitz para funções contínuas. Cabe ressaltar que a solução obtida, em conjunto com a análise da convergência, mostra a solidez e a precisão dessa metodologia. / In the present dissertation the one-dimensional neutron diffusion equation for stationary and kinetic problems in a multi-layer slab has been solved considering the multi-group energy model. One of the objectives and innovation in this work is to obtain an approximate solution with error estimation, accuracy control and in the form of an analytical expression. With this solution there is no need for interpolation schemes, which are usually needed in case of discretization of the domain. The neutron flux is expanded in a Taylor series whose coefficients are found using the differential equation and the boundary and interface conditions. The domain is divided into several layers, whose size and the polynomial order can be adjusted according to the required accuracy. To solve the eigenvalue problem the conventional power method has been used. The methodology is applied in a benchmark problem consisting of the solution of the diffusion equation as an initial condition and solving kinetic problems for different transients. The results are compared successfully with the ones in the literature. The convergence of the series is guaranteed by applying a criterion based on the Lipschitz criterion for continuous functions. Note that the solution obtained, together with the convergence analysis, shows the robustness and accuracy of this methodology.

The aim of the thesis is to explore depictions of sexuality in popular science fiction film and television through a focus on storytelling, narrative, characters and genre. The thesis analyses science fiction as a film and television genre with a focus on the conventions, interpretations, and definitions of genre as part of larger contexts. Central to the argumentation is films and television series, from Star Wars and Star Trek, to Firefly and Torchwood. The approach allows a consideration of how the storytelling conventions of science fiction are, and have been, affected by its contexts. Through a consideration of a historical de-emphasis on narrative complexity and character formation in science fiction, the thesis displays and analyses a salient tendency towards juvenile and heteronormative narratives. This tendency is represented by a concept that I call the Star’verses, through which this dominant idea of science fiction as a juvenile, techno-centred, masculine, and heteronormative genre became firmly established. This generic cluster has remained a dominant influence on science fiction film and television since the 1980s. However, as argued, a major discursive shift took place in science fiction at the turn of the millennium. This adult turn in science fiction film, and television in particular, is attributed to contextual changes, but also to the influence of television dramaturgy. It explains why science fiction in the 21st century is not as unfamiliar with depictions of sexuality as its predecessors were. This turn does not signal a total abandonment of what the Star’verses represent; it instead contributes to a change to this dominant idea of the generic identity of science fiction. While sexuality has been disassociated from much science fiction, it is also argued that the science fiction narrative has extensive queer potential. Generic conventions, such as aliens and time travel, invite both queer readings and queer storytelling; the latter however is seldom used, especially in science fiction film. A majority of the examples of science fiction narrative that use this queer potential can be found in television. In cinema, however, this progression is remarkably slow. Therefore, the thesis analyses whether the storytelling techniques of Hollywood cinema, to which science fiction film owes much of its dramaturgy, could be considered heteronormative. A comparison is made to television dramaturgy in order to display the possibilities for the serialised, character-focused science fiction narrative. Ultimately, the thesis investigate the possibility for subversive storytelling and whether a normative use of dramaturgy needs to be overthrown in order to tell a subversive story.

Pyrosequencing is a new DNA sequencing method relying on thesequencing-by-synthesis principle and bioluminometric detectionof nucleotide incorporation events. The objective of thisthesis was improvement of the Pyrosequencing method byincreasing the thermal stability of firefly luciferase, and byintroducing an alternative DNA polymerase and a new nucleotideanalog. Furthermore, the development of a new bioluminescentassay is described for the detection of inorganicpyrophosphatase activity. The wild-type North American firefly(Photinus pyralis)luciferase is a heat-sensitiveenzyme, the catalytic activity of which is rapidly lost attemperatures over 30°C. Two strategies for increasing thethermostability of the enzyme are presented and discussed. Inthe first strategy, the solution thermodynamics of the systemis affected by osmolytes in such a way that heat-mediatedinactivation of the enzyme is prevented. In the secondstrategy, the enzyme is thermostabilized by mutagenesis. Bothstabilizing strategies can be utilized to allow bioluminometricassays to be performed at higher temperatures. For instance,both DNA polymerase and ATP sulfurylase activity could beanalyzed at 37°C. The osmolyte strategy was successfully employed forincreasing the reaction temperature for the Pyrosequencingmethod. By increasing the reaction temperature to 37°Cunspecific signals from primer-dimers and 3’-end loopswere reduced. Furthermore, sequencing of a challenging templateat 37°C, which previously yielded poor, non-interpretablesequence signals at lower temperatures was now possible. Introduction of a new adenosine nucleotide analog,7-deaza-2’-deoxyadenosine-5’-triphosphate (c7dATP) reduced the inhibitory effect on apyraseobserved with the currently used analog,2’-deoxyadenosine-5’-O-(1-thiotriphosphate)(dATPαS). Sequencing of homopolymeric T-regions has previously beendifficult with the exonuclease-deficient form of the DNApolymerase I large (Klenow) fragment. By using the DNApolymerase from bacteriophage T7, known as Sequenase, templateswith homopolymeric T-regions were successfully sequenced.Furthermore, it was found that the strand displacement activityfor both polymerases was strongly assisted if the displacedstrand had a 5’-overhang. In contrast, the stranddisplacement activity for both polymerases was inhibitedwithout an overhang, resulting in reduced sequencingperformance in double stranded regions. A firefly bioluminescent assay for the real-time detectionof inorganic pyrophosphatase in the hydrolytic direction wasalso developed. The assay is versatile and has a linearresponse in the range between 8 and 500 mU. Key words:bioluminescence, osmolytes, glycine betaine,thermostability, firefly luciferase, inorganic pyrophosphatase,inorganic pyrophosphate, Pyrosequencing technology, secondaryDNA-structures, Sequenase, Klenow-polymerase, reaction rates,temperature, c7dATP, dATPαS. / <p>QCR 20161027</p>

Atualmente as estruturas estão sendo avaliadas para um maior número de ações em relação há algumas décadas. Esta melhoria ao longo da fase de concepção é dada devido ao fato de que está se tornando mais competitivo o fornecimento de estruturas leves e esbeltas, sendo solicitados, cada vez mais, projetos com menor custo de implantação. Devido a isto, é necessário avaliar as estruturas não apenas sujeitas a cargas estáticas, mas também a carregamentos dinâmicos. As ações dinâmicas que atuam sobre uma estrutura podem ser muito mais prejudiciais do que as estáticas quando não são bem consideradas e dimensionadas. Ações dinâmicas podem ser provenientes de tremores de terra, vento, equipamentos em funcionamento, deslocamento de pessoas, veículos em movimento, motores desbalanceados, entre outras fontes, o que pode causar vibrações na estrutura, podendo levar a mesma ao colapso. A fim de controlar e reduzir as amplitudes de vibração, entre outras alternativas é possível a instalação de amortecedores de massa sintonizado (AMS), que é um dispositivo de controle passivo. O AMS tem várias vantagens, tais como a grande capacidade de reduzir a amplitude de vibração, fácil instalação, baixa manutenção, baixo custo, entre outras. Para se obter a melhor relação custo-benefício, ou seja, a maior redução de amplitude aliada a um menor número de amortecedores ou a uma menor massa, a otimização dos parâmetros do AMS tornase fundamental. Neste contexto, este trabalho visa, através de simulação numérica, propor um método para otimizar parâmetros de AMSs quando estes devem ser instalados em edifícios submetidos à excitação sísmica. Inicialmente é considerado apenas um único AMS instalado no topo do edifício e em seguida também são feitas simulações com múltiplos AMSs (MAMS), e por fim são descartados os AMSs desnecessários, obtendo assim a melhor resposta da estrutura. Para tanto, uma rotina computacional é desenvolvida em MatLab usando o método de integração direta das equações de movimento de Newmark para determinar a resposta dinâmica da estrutura. Para fins de análise podem ser considerados tanto sismos reais quanto artificiais. Os acelerogramas artificias são gerados a partir do espectro proposto por Kanai e Tajimi. Primeiramente, a estrutura é analisada somente com o seu amortecimento próprio para fins comparativos e de referência. Em seguida, a otimização do ou dos AMSs é feita, na qual a função objetivo é minimizar o deslocamento máximo no topo do edifício, e as variáveis de projeto, são a relação de massas (AMS - Estrutura), rigidez e amortecimento do ou dos AMSs. Para a otimização são utilizados os algoritmos Firefly Algotithm e Backtracking Search Optimization Algorithm. De acordo com as configurações do AMS, após a otimização dos seus parâmetros são determinadas as novas respostas dinâmicas da estrutura. Finalmente, pode-se observar que o método proposto foi capaz de otimizar os parâmetros do ou dos AMSs, reduzindo consideravelmente as respostas da estrutura após a instalação do mesmo, minimizando o risco de dano e colapso do edifício. Desta forma, este trabalho mostra que é possível projetar AMS e MAMS de forma econômica e eficaz. / Currently, structures are being evaluated for a greater number of actions when compared to a few decades ago. This improvement in designing stage is happening because projects providing lightweight and slender structures, with lower implantation costs, are being more requested. Thus, evaluating structures not only subjected to static loads, but also to dynamic loads has become necessary. Dynamic loads acting on a structure are more damaging than static loads, if they are not well considered and dimensioned. Dynamic loads could occur from earthquakes, wind, equipment, movement of people or vehicles, among other sources, which cause vibrations in structures and may lead to a collapse. Tuned mass damper (TMD), a passive control device, can be installed as an alternative to reduce vibration amplitudes. TMD has several advantages, such as large capacity to reduce amplitude of vibration, easy installation, low maintenance, low cost, among others. Optimizing TMD parameters is fundamental for obtaining best cost-benefit relation, i.e., greater amplitude reduction along with lower number of dampers or lower mass. In this context, this study aims at proposing, through numerical simulation, a method for optimizing TMD parameters when installing them on buildings under seismic excitation. Initially, a single-TMD case is considered, then simulations with multiple-TMDs (MTMDs) are run; lastly, unnecessary TMDs are discarded, obtaining the best structural response. For this purpose, a computational routine is developed on MatLab using Newmark direct integration method for equations of motion to determine the dynamic structural response. Both real and artificial earthquakes are considered for purposes of analysis. Artificial accelerograms are generated from proposed Kanai-Tajimi spectrum. First, structure is analyzed only with its own damping for comparison and reference. Second, a single or multiple-TMD optimization is carried out, in which the objective function is to minimize the maximum displacement at the top of the building, and the design variables are modal mass ratio (Structure-TMD), stiffness and damping of a single or multiple-TMD. Firefly and Backtracking Optimization algorithms are used for optimization. According to TMD settings, new dynamic structural responses are determined after optimizing parameters. Finally, the proposed method could optimize parameters of single or multiple-TMDs, considerably reducing structural responses after their installation, minimizing the risk of damage and building collapse. Thus, this study shows the possibility of designing TMDs or MTMDs both economically and effectively.

<p>Pyrosequencing is a new DNA sequencing method relying on thesequencing-by-synthesis principle and bioluminometric detectionof nucleotide incorporation events. The objective of thisthesis was improvement of the Pyrosequencing method byincreasing the thermal stability of firefly luciferase, and byintroducing an alternative DNA polymerase and a new nucleotideanalog. Furthermore, the development of a new bioluminescentassay is described for the detection of inorganicpyrophosphatase activity.</p><p>The wild-type North American firefly<i>(Photinus pyralis)</i>luciferase is a heat-sensitiveenzyme, the catalytic activity of which is rapidly lost attemperatures over 30°C. Two strategies for increasing thethermostability of the enzyme are presented and discussed. Inthe first strategy, the solution thermodynamics of the systemis affected by osmolytes in such a way that heat-mediatedinactivation of the enzyme is prevented. In the secondstrategy, the enzyme is thermostabilized by mutagenesis. Bothstabilizing strategies can be utilized to allow bioluminometricassays to be performed at higher temperatures. For instance,both DNA polymerase and ATP sulfurylase activity could beanalyzed at 37°C.</p><p>The osmolyte strategy was successfully employed forincreasing the reaction temperature for the Pyrosequencingmethod. By increasing the reaction temperature to 37°Cunspecific signals from primer-dimers and 3’-end loopswere reduced. Furthermore, sequencing of a challenging templateat 37°C, which previously yielded poor, non-interpretablesequence signals at lower temperatures was now possible.</p><p>Introduction of a new adenosine nucleotide analog,7-deaza-2’-deoxyadenosine-5’-triphosphate (c⁷dATP) reduced the inhibitory effect on apyraseobserved with the currently used analog,2’-deoxyadenosine-5’-O-(1-thiotriphosphate)(dATPαS).</p><p>Sequencing of homopolymeric T-regions has previously beendifficult with the exonuclease-deficient form of the DNApolymerase I large (Klenow) fragment. By using the DNApolymerase from bacteriophage T7, known as Sequenase, templateswith homopolymeric T-regions were successfully sequenced.Furthermore, it was found that the strand displacement activityfor both polymerases was strongly assisted if the displacedstrand had a 5’-overhang. In contrast, the stranddisplacement activity for both polymerases was inhibitedwithout an overhang, resulting in reduced sequencingperformance in double stranded regions.</p><p>A firefly bioluminescent assay for the real-time detectionof inorganic pyrophosphatase in the hydrolytic direction wasalso developed. The assay is versatile and has a linearresponse in the range between 8 and 500 mU.</p><p><b>Key words:</b>bioluminescence, osmolytes, glycine betaine,thermostability, firefly luciferase, inorganic pyrophosphatase,inorganic pyrophosphate, Pyrosequencing technology, secondaryDNA-structures, Sequenase, Klenow-polymerase, reaction rates,temperature, c⁷dATP, dATPαS.</p>

Atualmente as estruturas estão sendo avaliadas para um maior número de ações em relação há algumas décadas. Esta melhoria ao longo da fase de concepção é dada devido ao fato de que está se tornando mais competitivo o fornecimento de estruturas leves e esbeltas, sendo solicitados, cada vez mais, projetos com menor custo de implantação. Devido a isto, é necessário avaliar as estruturas não apenas sujeitas a cargas estáticas, mas também a carregamentos dinâmicos. As ações dinâmicas que atuam sobre uma estrutura podem ser muito mais prejudiciais do que as estáticas quando não são bem consideradas e dimensionadas. Ações dinâmicas podem ser provenientes de tremores de terra, vento, equipamentos em funcionamento, deslocamento de pessoas, veículos em movimento, motores desbalanceados, entre outras fontes, o que pode causar vibrações na estrutura, podendo levar a mesma ao colapso. A fim de controlar e reduzir as amplitudes de vibração, entre outras alternativas é possível a instalação de amortecedores de massa sintonizado (AMS), que é um dispositivo de controle passivo. O AMS tem várias vantagens, tais como a grande capacidade de reduzir a amplitude de vibração, fácil instalação, baixa manutenção, baixo custo, entre outras. Para se obter a melhor relação custo-benefício, ou seja, a maior redução de amplitude aliada a um menor número de amortecedores ou a uma menor massa, a otimização dos parâmetros do AMS tornase fundamental. Neste contexto, este trabalho visa, através de simulação numérica, propor um método para otimizar parâmetros de AMSs quando estes devem ser instalados em edifícios submetidos à excitação sísmica. Inicialmente é considerado apenas um único AMS instalado no topo do edifício e em seguida também são feitas simulações com múltiplos AMSs (MAMS), e por fim são descartados os AMSs desnecessários, obtendo assim a melhor resposta da estrutura. Para tanto, uma rotina computacional é desenvolvida em MatLab usando o método de integração direta das equações de movimento de Newmark para determinar a resposta dinâmica da estrutura. Para fins de análise podem ser considerados tanto sismos reais quanto artificiais. Os acelerogramas artificias são gerados a partir do espectro proposto por Kanai e Tajimi. Primeiramente, a estrutura é analisada somente com o seu amortecimento próprio para fins comparativos e de referência. Em seguida, a otimização do ou dos AMSs é feita, na qual a função objetivo é minimizar o deslocamento máximo no topo do edifício, e as variáveis de projeto, são a relação de massas (AMS - Estrutura), rigidez e amortecimento do ou dos AMSs. Para a otimização são utilizados os algoritmos Firefly Algotithm e Backtracking Search Optimization Algorithm. De acordo com as configurações do AMS, após a otimização dos seus parâmetros são determinadas as novas respostas dinâmicas da estrutura. Finalmente, pode-se observar que o método proposto foi capaz de otimizar os parâmetros do ou dos AMSs, reduzindo consideravelmente as respostas da estrutura após a instalação do mesmo, minimizando o risco de dano e colapso do edifício. Desta forma, este trabalho mostra que é possível projetar AMS e MAMS de forma econômica e eficaz. / Currently, structures are being evaluated for a greater number of actions when compared to a few decades ago. This improvement in designing stage is happening because projects providing lightweight and slender structures, with lower implantation costs, are being more requested. Thus, evaluating structures not only subjected to static loads, but also to dynamic loads has become necessary. Dynamic loads acting on a structure are more damaging than static loads, if they are not well considered and dimensioned. Dynamic loads could occur from earthquakes, wind, equipment, movement of people or vehicles, among other sources, which cause vibrations in structures and may lead to a collapse. Tuned mass damper (TMD), a passive control device, can be installed as an alternative to reduce vibration amplitudes. TMD has several advantages, such as large capacity to reduce amplitude of vibration, easy installation, low maintenance, low cost, among others. Optimizing TMD parameters is fundamental for obtaining best cost-benefit relation, i.e., greater amplitude reduction along with lower number of dampers or lower mass. In this context, this study aims at proposing, through numerical simulation, a method for optimizing TMD parameters when installing them on buildings under seismic excitation. Initially, a single-TMD case is considered, then simulations with multiple-TMDs (MTMDs) are run; lastly, unnecessary TMDs are discarded, obtaining the best structural response. For this purpose, a computational routine is developed on MatLab using Newmark direct integration method for equations of motion to determine the dynamic structural response. Both real and artificial earthquakes are considered for purposes of analysis. Artificial accelerograms are generated from proposed Kanai-Tajimi spectrum. First, structure is analyzed only with its own damping for comparison and reference. Second, a single or multiple-TMD optimization is carried out, in which the objective function is to minimize the maximum displacement at the top of the building, and the design variables are modal mass ratio (Structure-TMD), stiffness and damping of a single or multiple-TMD. Firefly and Backtracking Optimization algorithms are used for optimization. According to TMD settings, new dynamic structural responses are determined after optimizing parameters. Finally, the proposed method could optimize parameters of single or multiple-TMDs, considerably reducing structural responses after their installation, minimizing the risk of damage and building collapse. Thus, this study shows the possibility of designing TMDs or MTMDs both economically and effectively.

Atualmente as estruturas estão sendo avaliadas para um maior número de ações em relação há algumas décadas. Esta melhoria ao longo da fase de concepção é dada devido ao fato de que está se tornando mais competitivo o fornecimento de estruturas leves e esbeltas, sendo solicitados, cada vez mais, projetos com menor custo de implantação. Devido a isto, é necessário avaliar as estruturas não apenas sujeitas a cargas estáticas, mas também a carregamentos dinâmicos. As ações dinâmicas que atuam sobre uma estrutura podem ser muito mais prejudiciais do que as estáticas quando não são bem consideradas e dimensionadas. Ações dinâmicas podem ser provenientes de tremores de terra, vento, equipamentos em funcionamento, deslocamento de pessoas, veículos em movimento, motores desbalanceados, entre outras fontes, o que pode causar vibrações na estrutura, podendo levar a mesma ao colapso. A fim de controlar e reduzir as amplitudes de vibração, entre outras alternativas é possível a instalação de amortecedores de massa sintonizado (AMS), que é um dispositivo de controle passivo. O AMS tem várias vantagens, tais como a grande capacidade de reduzir a amplitude de vibração, fácil instalação, baixa manutenção, baixo custo, entre outras. Para se obter a melhor relação custo-benefício, ou seja, a maior redução de amplitude aliada a um menor número de amortecedores ou a uma menor massa, a otimização dos parâmetros do AMS tornase fundamental. Neste contexto, este trabalho visa, através de simulação numérica, propor um método para otimizar parâmetros de AMSs quando estes devem ser instalados em edifícios submetidos à excitação sísmica. Inicialmente é considerado apenas um único AMS instalado no topo do edifício e em seguida também são feitas simulações com múltiplos AMSs (MAMS), e por fim são descartados os AMSs desnecessários, obtendo assim a melhor resposta da estrutura. Para tanto, uma rotina computacional é desenvolvida em MatLab usando o método de integração direta das equações de movimento de Newmark para determinar a resposta dinâmica da estrutura. Para fins de análise podem ser considerados tanto sismos reais quanto artificiais. Os acelerogramas artificias são gerados a partir do espectro proposto por Kanai e Tajimi. Primeiramente, a estrutura é analisada somente com o seu amortecimento próprio para fins comparativos e de referência. Em seguida, a otimização do ou dos AMSs é feita, na qual a função objetivo é minimizar o deslocamento máximo no topo do edifício, e as variáveis de projeto, são a relação de massas (AMS - Estrutura), rigidez e amortecimento do ou dos AMSs. Para a otimização são utilizados os algoritmos Firefly Algotithm e Backtracking Search Optimization Algorithm. De acordo com as configurações do AMS, após a otimização dos seus parâmetros são determinadas as novas respostas dinâmicas da estrutura. Finalmente, pode-se observar que o método proposto foi capaz de otimizar os parâmetros do ou dos AMSs, reduzindo consideravelmente as respostas da estrutura após a instalação do mesmo, minimizando o risco de dano e colapso do edifício. Desta forma, este trabalho mostra que é possível projetar AMS e MAMS de forma econômica e eficaz. / Currently, structures are being evaluated for a greater number of actions when compared to a few decades ago. This improvement in designing stage is happening because projects providing lightweight and slender structures, with lower implantation costs, are being more requested. Thus, evaluating structures not only subjected to static loads, but also to dynamic loads has become necessary. Dynamic loads acting on a structure are more damaging than static loads, if they are not well considered and dimensioned. Dynamic loads could occur from earthquakes, wind, equipment, movement of people or vehicles, among other sources, which cause vibrations in structures and may lead to a collapse. Tuned mass damper (TMD), a passive control device, can be installed as an alternative to reduce vibration amplitudes. TMD has several advantages, such as large capacity to reduce amplitude of vibration, easy installation, low maintenance, low cost, among others. Optimizing TMD parameters is fundamental for obtaining best cost-benefit relation, i.e., greater amplitude reduction along with lower number of dampers or lower mass. In this context, this study aims at proposing, through numerical simulation, a method for optimizing TMD parameters when installing them on buildings under seismic excitation. Initially, a single-TMD case is considered, then simulations with multiple-TMDs (MTMDs) are run; lastly, unnecessary TMDs are discarded, obtaining the best structural response. For this purpose, a computational routine is developed on MatLab using Newmark direct integration method for equations of motion to determine the dynamic structural response. Both real and artificial earthquakes are considered for purposes of analysis. Artificial accelerograms are generated from proposed Kanai-Tajimi spectrum. First, structure is analyzed only with its own damping for comparison and reference. Second, a single or multiple-TMD optimization is carried out, in which the objective function is to minimize the maximum displacement at the top of the building, and the design variables are modal mass ratio (Structure-TMD), stiffness and damping of a single or multiple-TMD. Firefly and Backtracking Optimization algorithms are used for optimization. According to TMD settings, new dynamic structural responses are determined after optimizing parameters. Finally, the proposed method could optimize parameters of single or multiple-TMDs, considerably reducing structural responses after their installation, minimizing the risk of damage and building collapse. Thus, this study shows the possibility of designing TMDs or MTMDs both economically and effectively.