Este trabalho aborda o estudo da instabilidade lateral das vigas pré-moldadas durante o regime de serviço e durante a fase transitória. Na fase de serviço inclui os casos de apoios indeformáveis e deformáveis à torção. Para a fase transitória, o cálculo da carga crítica é desenvolvido para as diversas disposições dos cabos de içamento. O estudo do equilíbrio no espaço é realizado a partir da resolução das equações diferenciais regentes da instabilidade elástica. A resolução do sistema diferencial composto pelas equações acopladas da flexão lateral e da torção é realizada por vários métodos, incluindo o desenvolvimento e automatização do método numérico de Runge-Kutta, para algumas seções típicas. Apresentam-se ainda os procedimentos empíricos encontrados na literatura técnica, baseados em ensaios experimentais, para o cálculo dos fatores de segurança. Os resultados dos exemplos numéricos mostram que as situações de serviço não são, em geral críticas, ao contrário da fase transitória. Os exemplos mostram ainda que a suspensão com balanços é uma forma de diminuir os problemas de instabilidade lateral desta fase. / This work deals with the lateral stability of precast beams on service and during intermediate phase - handling and transportation. At service phase it is considered rigid and semi-rigid connections with torsion deformation. At handling phase, the critical load is evaluated for several positions of lifting cables. The study of the equilibrium conditions is done with the solution of the differential equation of elastic instability problem. The solution of flexural and torsional coupled equation is gotten by use of some methods, including the one developed and authomatized from the application of Runge-Kutta method, for certain sections. Empirical procedures are presented based on experimental tests, found in technical papers to compute fators of safety. The results of numerical examples show that the service situations are not generally critical, unlike the intermediate situations. The results show also that a possible way to avoid this problem is with the use of lifting points with a distance from the ends.

Este trabalho aborda o estudo da instabilidade lateral das vigas pré-moldadas durante o regime de serviço e durante a fase transitória. Na fase de serviço inclui os casos de apoios indeformáveis e deformáveis à torção. Para a fase transitória, o cálculo da carga crítica é desenvolvido para as diversas disposições dos cabos de içamento. O estudo do equilíbrio no espaço é realizado a partir da resolução das equações diferenciais regentes da instabilidade elástica. A resolução do sistema diferencial composto pelas equações acopladas da flexão lateral e da torção é realizada por vários métodos, incluindo o desenvolvimento e automatização do método numérico de Runge-Kutta, para algumas seções típicas. Apresentam-se ainda os procedimentos empíricos encontrados na literatura técnica, baseados em ensaios experimentais, para o cálculo dos fatores de segurança. Os resultados dos exemplos numéricos mostram que as situações de serviço não são, em geral críticas, ao contrário da fase transitória. Os exemplos mostram ainda que a suspensão com balanços é uma forma de diminuir os problemas de instabilidade lateral desta fase. / This work deals with the lateral stability of precast beams on service and during intermediate phase - handling and transportation. At service phase it is considered rigid and semi-rigid connections with torsion deformation. At handling phase, the critical load is evaluated for several positions of lifting cables. The study of the equilibrium conditions is done with the solution of the differential equation of elastic instability problem. The solution of flexural and torsional coupled equation is gotten by use of some methods, including the one developed and authomatized from the application of Runge-Kutta method, for certain sections. Empirical procedures are presented based on experimental tests, found in technical papers to compute fators of safety. The results of numerical examples show that the service situations are not generally critical, unlike the intermediate situations. The results show also that a possible way to avoid this problem is with the use of lifting points with a distance from the ends.

Engineered wood I-joists have grown in popularity as flooring and roofing structural systems in the past 30 years, replacing solid sawn lumber joists. Typical wood I-joists are manufactured with a very slender section, which is desirable to achieve higher flexural capacities and longer spans; however, this makes them susceptible to lateral torsional buckling failure. Continuous beam spans and uplift forces on roof uplift are potential scenarios where lateral instability can occur and reflects the need to investigate the lateral torsional buckling behavior of wood I-joists. Within this context, the present study conducts an experimental investigation on the material properties and the critical buckling load of 42 wood I-joist specimens. A 3D finite element model is built using the experimentally determined material parameters to effectively predict the observed buckling behavior of the specimens while also accounting for initial imperfections in the joists. The adequacy of other analytical models to predict the critical buckling load of wood I-joists are also investigated. It is demonstrated that the American design standard underestimates the critical buckling load of wood I-joists while the classical theory provides an adequate estimate of the buckling capacity. Furthermore, the effects of initial imperfections on the lateral torsional buckling behavior are discussed. The developed and verified FE model is used to reproduce the nonlinear buckling behavior of the wood I-joist and also to provide an accurate estimate of the lateral torsional buckling capacity using the linear buckling analysis.

L’Instabilité Chronique de la Cheville (ICC) est une possible complication fonctionnelle consécutive à une entorse collatérale latérale et est définie par une sensation de « giving way » décrite subjectivement, qui correspond au dérobement de la cheville pendant sa mise en charge. Afin de mieux caractériser l’ICC, il est important de pouvoir proposer des mesures objectives. Ce travail a pour objectif d’évaluer de manière globale, au cours de diverses tâches, les différents mécanismes impliqués dans l’ICC, et ce, en comparant la motricité de sujets asymptomatiques et de personnes souffrant de cette pathologie.Les résultats de ce travail mettent en évidence plusieurs mécanismes caractéristiques qui témoignent d’une augmentation du risque d’entorses et d’instabilités latérales. Ces mécanismes affectent le contrôle postural des personnes se plaignant d’une ICC et résultent d’une altération du système proprioceptif, utile dans la régulation des mouvements et des positions des différents segments, ainsi que du système musculaire, générateur de force et stabilisateur de la cheville. Des adaptations centrales illustrant une stratégie visant à protéger la cheville des contraintes éventuellement traumatiques sont également suggérées par les résultats.Les tests mis en place dans ce travail peuvent fournir aux thérapeutes des informations objectives sur l’ICC. L’efficacité de ces tests pour caractériser cette pathologie a été démontrée, mais ceux-ci pourraient également être utilisés comme diagnostic initial et final lors d’une prise en charge rééducative. Ces nouvelles informations pourront effectivement compléter celles concernant l’historique du patient et permettraient ainsi d’apporter une dimension objective à la caractérisation d’une pathologie initialement décrite subjectivement. / Chronic Ankle Instability (CAI) is a possible functional complication consecutive to a lateral ankle sprain and is defined by a feeling of ankle “giving way”, subjectively described, which corresponds to a flinch of this joint during its loading. In order to improve CAI characterization, it is important to submit objectives measures.The objective of this work is to globally assess the different mechanisms involved in CAI, during several functional tasks. A comparison between asymptomatic subjects and subjects with CAI is made about functional abilities.Results highlight several characteristic mechanisms that attest of an increase of ankle sprain and lateral instabilities risks. These mechanisms affect postural control of people complaining CAI, and result in an alteration of proprioceptive system, useful in movement and positioning regulation of body segments, and an alteration of muscular system, which generates force and stabilizes the ankle joint. Central adaptations illustrating a protective strategy against prospective traumatic movements are also suggested by the results.Tests used in this work can provide objective information about CAI to the therapists. Efficiency of these tests to characterize CAI is demonstrated, but they could also be used as an initial or final diagnostic during a rehabilitation program. Indeed, these new information can complete the patient historic and could adduce an objective regard to the characterization of a pathology initially described subjectively by the patient.

The development of advanced fiber reinforced cement-based materials to provide higher strength, ductility, and durability, as ultra-high performance fiber-reinforced concrete (UHPFRC), enables the design of precast beams with thin sections and reduced self-weight to meet the required flexural performance. However, such slender elements when subjected to transitory phases, and possibly also in permanent stages, are prone to instability failure. So, the present study aims to provide experimental data and analytical solution for UHPFRC beams during the lifting phase, and studies about the other stages. This type of test is rare and was not reported for UHPFRC beams. For testing, the beams were lifted by inclined cables and subjected to a transversal load applied at midspan to induce lateral instability. The displacements of the beams were monitored with total station equipment. Also, a new analytical solution was proposed to predict the failure load of lifted beams and closed-form analytical solutions to predict the rollover load of beams supported by bearing pads and subjected to different loading conditions. Furthermore, there are limited data that characterizes the constitutive behavior of this material. In this context, the present research also focused on providing such laboratory results for UHPFRC with different fiber contents. Besides, analytical models for damage evolution and stress-strain relationship are proposed and applied in numerical simulations. From the results, the UHPFRC beams failed by instability with a load capacity 3.7 times smaller than the flexural load capacity. Furthermore, the analytical solution for lifting predicted the peak load of the experiment with great accuracy. Also, the proposed equations for beams on bearing pads accurately predicted the experimental results available in the literature. The analytical and experimental rollover loads differed by 4.37% and 13.6% for the two studied cases. From material, the stiffness degradation occurred rapidly in UHPFRC under tensile loading while occurred gradually in compression. Also, fiber content influenced toughness and degradation evolution significantly over the loading cycles. Proposed equations were utilized in the Plastic-Damage model of Abaqus that predicted accurately damage growth and cyclic envelopes during all the phases of the tension, compression, and bending tests. The calibrated numerical model also predicted the experimental results with the UHPFRC beams. / O desenvolvimento de materiais avançados à base de cimento reforçado com fibra para fornecer maior resistência, ductilidade e durabilidade, como o concreto de ultra-alto desempenho reforçado com fibras (UHPFRC), permite o projeto de vigas pré-moldadas com seções esbeltas e peso próprio reduzido que atendem desempenho estrutural requerido. No entanto, esses elementos delgados quando submetidos a fases transitórias e também em serviço são propensos a falhar por instabilidade. Então, o presente estudo tem por objetivo apresentar resultados experimentais e soluções analíticas para vigas de UHPFRC durante a fase de içamento e estudos sobre as outras fases. Este tipo de teste é raro e não foi reportado para vigas de UHPFRC. Para o teste, as vigas foram levantadas por cabos inclinados e submetidas a uma carga concentrada transversal aplicada no meio do vão para induzir a instabilidade lateral. Os deslocamentos das vigas foram monitorados com estação total. Além disso, uma nova solução analítica foi proposta para prever a carga de instabilidade das vigas içadas e soluções analíticas para prever a carga de tombamento de vigas suportadas por aparelho de apoio e submetidas a diferentes condições de carregamento. Além disso, existem poucos resultados experimentais que caracterizam o comportamento constitutivo deste material. Neste contexto, a presente pesquisa também se concentrou em fornecer tais resultados experimentais para UHPFRC com diferentes teores de fibras. Além disso, modelos analíticos para evolução de dano e relação tensão-deformação são propostos e aplicados em simulações numéricas. A partir dos resultados, as vigas em içamento falharam por instabilidade com uma capacidade de carga 3,7 vezes menor que a capacidade à flexão. Além disso, a solução analítica para içamento previu carga máxima do experimento com grande precisão. As equações propostas para vigas sobre aparelhos de apoio previram com precisão os resultados experimentais disponíveis na literatura. As cargas de tombamento analíticas e experimental diferiram em 4,37% e 13,6% para os dois casos estudados. Dos resultados do material, a degradação da rigidez ocorreu de maneira rápida no UHPFRC submetido à tração enquanto ocorreu gradualmente na compressão. O teor de fibras influenciou significativamente a tenacidade e a degradação nos ciclos de carregamento. As equações propostas foram utilizadas em um modelo de Dano acoplado à plasticidade que previu com precisão a evolução do dano e as envoltórias cíclicas durante todas as fases dos testes de tração, compressão e flexão. O modelo numérico calibrado também previu os resultados experimentais das vigas de UHPFRC.

The development of advanced fiber reinforced cement-based materials to provide higher strength, ductility, and durability, as ultra-high performance fiber-reinforced concrete (UHPFRC), enables the design of precast beams with thin sections and reduced self-weight to meet the required flexural performance. However, such slender elements when subjected to transitory phases, and possibly also in permanent stages, are prone to instability failure. So, the present study aims to provide experimental data and analytical solution for UHPFRC beams during the lifting phase, and studies about the other stages. This type of test is rare and was not reported for UHPFRC beams. For testing, the beams were lifted by inclined cables and subjected to a transversal load applied at midspan to induce lateral instability. The displacements of the beams were monitored with total station equipment. Also, a new analytical solution was proposed to predict the failure load of lifted beams and closed-form analytical solutions to predict the rollover load of beams supported by bearing pads and subjected to different loading conditions. Furthermore, there are limited data that characterizes the constitutive behavior of this material. In this context, the present research also focused on providing such laboratory results for UHPFRC with different fiber contents. Besides, analytical models for damage evolution and stress-strain relationship are proposed and applied in numerical simulations. From the results, the UHPFRC beams failed by instability with a load capacity 3.7 times smaller than the flexural load capacity. Furthermore, the analytical solution for lifting predicted the peak load of the experiment with great accuracy. Also, the proposed equations for beams on bearing pads accurately predicted the experimental results available in the literature. The analytical and experimental rollover loads differed by 4.37% and 13.6% for the two studied cases. From material, the stiffness degradation occurred rapidly in UHPFRC under tensile loading while occurred gradually in compression. Also, fiber content influenced toughness and degradation evolution significantly over the loading cycles. Proposed equations were utilized in the Plastic-Damage model of Abaqus that predicted accurately damage growth and cyclic envelopes during all the phases of the tension, compression, and bending tests. The calibrated numerical model also predicted the experimental results with the UHPFRC beams. / O desenvolvimento de materiais avançados à base de cimento reforçado com fibra para fornecer maior resistência, ductilidade e durabilidade, como o concreto de ultra-alto desempenho reforçado com fibras (UHPFRC), permite o projeto de vigas pré-moldadas com seções esbeltas e peso próprio reduzido que atendem desempenho estrutural requerido. No entanto, esses elementos delgados quando submetidos a fases transitórias e também em serviço são propensos a falhar por instabilidade. Então, o presente estudo tem por objetivo apresentar resultados experimentais e soluções analíticas para vigas de UHPFRC durante a fase de içamento e estudos sobre as outras fases. Este tipo de teste é raro e não foi reportado para vigas de UHPFRC. Para o teste, as vigas foram levantadas por cabos inclinados e submetidas a uma carga concentrada transversal aplicada no meio do vão para induzir a instabilidade lateral. Os deslocamentos das vigas foram monitorados com estação total. Além disso, uma nova solução analítica foi proposta para prever a carga de instabilidade das vigas içadas e soluções analíticas para prever a carga de tombamento de vigas suportadas por aparelho de apoio e submetidas a diferentes condições de carregamento. Além disso, existem poucos resultados experimentais que caracterizam o comportamento constitutivo deste material. Neste contexto, a presente pesquisa também se concentrou em fornecer tais resultados experimentais para UHPFRC com diferentes teores de fibras. Além disso, modelos analíticos para evolução de dano e relação tensão-deformação são propostos e aplicados em simulações numéricas. A partir dos resultados, as vigas em içamento falharam por instabilidade com uma capacidade de carga 3,7 vezes menor que a capacidade à flexão. Além disso, a solução analítica para içamento previu carga máxima do experimento com grande precisão. As equações propostas para vigas sobre aparelhos de apoio previram com precisão os resultados experimentais disponíveis na literatura. As cargas de tombamento analíticas e experimental diferiram em 4,37% e 13,6% para os dois casos estudados. Dos resultados do material, a degradação da rigidez ocorreu de maneira rápida no UHPFRC submetido à tração enquanto ocorreu gradualmente na compressão. O teor de fibras influenciou significativamente a tenacidade e a degradação nos ciclos de carregamento. As equações propostas foram utilizadas em um modelo de Dano acoplado à plasticidade que previu com precisão a evolução do dano e as envoltórias cíclicas durante todas as fases dos testes de tração, compressão e flexão. O modelo numérico calibrado também previu os resultados experimentais das vigas de UHPFRC.

The first aim of this master thesis was to summarize the information on injuries of ligamentous apparatus of an ankle, lateral instability of a talar joint, conservative and operative therapy of these injuries with the emphasis on physiotherapeutical procedures in the therapy of ankle sprains. The second aim of the master thesis was to introduce surface electromyography as a possibility to examine objectively the differences in the activation of foot and shank muscles with healthy people and people with chronic instability of an ankle in different postural situations. The third aim was to use the theoretical knowledge in practice with patients who have sprained their ankle and to make a subjective and objective assessment of the therapy effect which is in progress. Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)