Submitted by Fatima Fonseca (fatima.fonseca@sibi.ufrj.br) on 2017-08-04T12:13:43Z No. of bitstreams: 1 137164.pdf: 1880313 bytes, checksum: 378297a924c3eee8ba94f3701e4a1d73 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-04T12:13:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 137164.pdf: 1880313 bytes, checksum: 378297a924c3eee8ba94f3701e4a1d73 (MD5) Previous issue date: 1974-12 / O processo semi-analítico em elementos finitos é aqui utilizado na análise estática linear de estruturas tridimensionais particulares. É dada ênfase à análise de estruturas de pontes, de seções transversais arbitrárias e de eixos reto, circular ou oblíquo, tendo ou não transversinas intermediárias e com extremos apoiados. As variações, tanto das características dos materiais quanto da geometria do sólido, segundo o eixo da estrutura, são conseguidas representando por séries as variações das propriedades mecânicas dos materiais. Além das propriedades dos materiais, também são representadas por expansões em séries de FOURIER da coordenada segundo o eixo da estrutura, todas as demais variáveis dependentes. Devido ao desenvolvimento em série das variações das propriedades mecânicas, o sistema de equações resultante torna-se completamente acoplado e necessita ser resolvido simultaneamente. Grupando todos os coeficientes de FOURIER em cada ponto nodal, consegue-se tornar com características de faixa, a matriz de rigidez acoplada da estrutura. A solução do sistema é obtida pelo Método de Gauss, em blocos. Apresenta-se um programa automático e sua aplicação a alguns exemplos. / In this dissertation it is presented a numerical analysis of tridimensional structures, using the semi-analytical finite element process. The analysis is focused on simple supported, curved, skew or retangular bridges with arbitrary cross section. The analysis allows the consideration of diaphragms. The mechanical properties are expanded into FOURIER series, allowing for variations in the material and geometric characteristics of the structure. Besides the mechanical properties, all the other dependent variables are also expanded into FOURIER series. As a consequence of the series expansion of the mechanical properties, the system of equations becomes fully coupled and must be solved simultaneously. By grouping all FOURIER coefficients together at each nodal point the structural stiffness matrix, that results from the coupling between the harmonics, can be banded. The solution of the system of linear equations is obtained by the Gaussian elimination method, employing a block solver. A computer program is presented and applied to some examples.

Submitted by Fatima Fonseca (fatima.fonseca@sibi.ufrj.br) on 2017-08-11T17:18:13Z No. of bitstreams: 1 136842.pdf: 2072569 bytes, checksum: fa7baea68db9daf35b51809a2a18aa79 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-11T17:18:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 136842.pdf: 2072569 bytes, checksum: fa7baea68db9daf35b51809a2a18aa79 (MD5) Previous issue date: 1974-09 / O Método dos Elementos Finitos é aplicado à análise da percolação estacionária e ao controle da água em escavações. A análise de casos de drenagem e rebaixamento do lençol d'água com condições de fronteira complexas é possível por programas que determinam a posição da superfície live. A aplicação do método a casos com solução conhecida apresenta boa precisão e a análise de duas obras de rebaixamento do lençol d'água mostra boa concordância com as observações de campo. / The Finite Element Method is applied to steady state seepage analysis and to the dewatering of excavations. The analysis of open pumping and of water table lowering in cases with complex boundary conditions is possible by programs that determine the free surface location. The application of the method to cases with known solution shows good precision and the analysis of two water table lowering jobs show good agreement with field observations.

Submitted by Fatima Fonseca (fatima.fonseca@sibi.ufrj.br) on 2017-08-15T12:49:26Z No. of bitstreams: 1 136323.pdf: 2843991 bytes, checksum: 24d62b9bc15a3d42ac0fa9dda9d19208 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-15T12:49:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 136323.pdf: 2843991 bytes, checksum: 24d62b9bc15a3d42ac0fa9dda9d19208 (MD5) Previous issue date: 1974-07 / Análise bidimensional, estática de Barragens de Terra é realizada pelo Método dos Elementos Finitos, usando-se elementos isoparamétricos. Faz-se um estudo do método e elemento utilizado juntamente com a elaboração de um programa automático. Comentários sobre simulações lineares e não lineares da construção de barragens são feitos e alguns exemplos apresentados. Simula-se com o programa automático o enchimento do reservatório em um modelo. Um estudo da influência dos parâmetros elásticos é realizado. São ainda feitas algumas sugestões quanto à aplicações do método a Barragens de Terra e dos ensaios especiais a serem realizados em laboratório. / Static, two-dimensional analysis of earth dams is conducted by the Finite Element Method, using isoparametric elements. A study of the method and element used is made and a computer program is developed. Comments on linear and non linear simulations of an earth dam construction are made; some examples are shown. The effect of reservoir filling on a model is simulated with the computer program. A study of the influence of the elastic parameter's is made. Sugestions about the application of the method to earth dams and special tests to be made in laboratory are also made.

Submitted by Fatima Fonseca (fatima.fonseca@sibi.ufrj.br) on 2017-08-16T14:19:24Z No. of bitstreams: 1 141342.pdf: 2369360 bytes, checksum: f523a43a0332dc6f364deef32d993d4f (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-16T14:19:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 141342.pdf: 2369360 bytes, checksum: f523a43a0332dc6f364deef32d993d4f (MD5) Previous issue date: 1975-12 / A análise dinâmica de pontes é apresentada, sendo a ponte idealizada como uma viga elástica sob a ação de cargas concentradas móveis constantes. Dá-se ênfase especial à resposta dinâmica de vigas Gerber. A estrutura é discretizada em elementos finitos e a análise feita pelo método da superposição modal. O elemento empregado leva em consideração os efeitos da inércia de rotação e da deformação por cisalhamento. Um programa FORTRAN para o computador Burroughs B6700 é desenvolvido. Alguns exemplos de pontes rodoviárias e ferroviárias existentes são estudados. Os resultados são comparados com soluções analíticas e numéricas conhecidas e a eficiência do programa é analisada. / The dynamic analysis of bridges is presented, being the bridge idealized as an elastic beam under the action of moving constant forces. Special emphasis is given to the dynamic behavior of cantilever bridges. The structure is discretized in finite elements and the analysis is conducted by means of the modal superposition method. The element which is used takes into account the effects of rotary inertia and shear deformation. A FORTRAN program for the Burroughs B6700 computer is developed. Some example of existing highway and railway bridges are studied. The results are compared with known analytical and numerical solutions and the efficiency of the program is analysed.

Submitted by Fatima Fonseca (fatima.fonseca@sibi.ufrj.br) on 2017-08-16T16:16:22Z No. of bitstreams: 1 141346.pdf: 2679995 bytes, checksum: 4c6ec79d58ce876b14a15c36df08a5c9 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-16T16:16:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 141346.pdf: 2679995 bytes, checksum: 4c6ec79d58ce876b14a15c36df08a5c9 (MD5) Previous issue date: 1975-12 / Automatização do Método dos Elementos Finitos para a análise de escavações escoradas ou não em maciço terroso. Os aspectos gerais de simulação de escavação são focalizados, levando-se em conta a não linearidade física do solo, a possibilidade de existência de estruturas de suporte, e os efeitos provocados por variações de temperatura. A análise é conduzida por meio de processo incremental, podendo simular qualquer sequência de construção. A implementação do elemento isoparamétrico quadrático fornece considerável flexibilidade ao programa desenvolvido. Algumas comparações são apresentadas ressaltando-se as principais características decorrentes de aplicações práticas. / Elaboration of a computer program applying the Finite Element Method for the analysis of excavations in soils, struted or not. The general aspects of excavations simulation are discussed, taking into account the non-linear behavior of soil, the possibility of supporting structures and effects due temperature variations. An incremental analysis is made, which is able to simulate any construction sequence. The isoparametric quadratic element used confers considerable flexibility to the program. Some comparisons with actual cases are made.

Submitted by Fatima Fonseca (fatima.fonseca@sibi.ufrj.br) on 2017-09-05T16:59:08Z No. of bitstreams: 1 141951.pdf: 1974904 bytes, checksum: d18873a51d71c2321bbde07d952da769 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-05T16:59:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 141951.pdf: 1974904 bytes, checksum: d18873a51d71c2321bbde07d952da769 (MD5) Previous issue date: 1976-04 / A obtenção de parâmetros hiperbólicos a serem utilizados numa análise de tensões e deformações, pelo método dos elementos finitos, é feita a partir de ensaios triaxiais em amostras de solo indeformadas. O solo estudado foi uma areia contendo 7% de argila e 8% de silte. Extrairam-se duas amostras indeformadas em bloco, com dimensões aproximadas de 30 x 30 x 30 cm, da cava do metrô do Rio de Janeiro ao lado do Palácio Monroe, em pontos situados a 10,50 m e 12,00 m de profundidade, e distantes horizontalmente em cerca de 20 m. Foram ensaiados corpos de prova sob condições não-drenada e adensada-drenada. Os ensaios adensados-drenados foram executados segundo dois caminhos de tensões: 1) σ1 crescente e σ3 constante, 2) σ1 constante e σ3 decrescente. Desenvolveram-se programas de computador para cálculo e desenho dos ensaios não-drenados e para obtenção dos parâmetros hiperbólicos dos ensaios drenados com σ1 crescentes e σ3 constante. Esses programas e outros para obtenção dos parâmetros de resistência ao cisalhamento são listados em apêndices. Os resultados dos ensaios drenados foram utilizados na análise de uma escavação escorada, nos trabalhos de tese de Jorge Fujii e Mitsuo Tsutsumi, da COPPE-UFRJ. / Hyperbolic parameters to be used in stress-strain analysis by the Finite Element Method are obtained with triaxial tests on undisturbed soil samples. The soil studied was a sand containing 7% clay and 8% silt. Two 30 x 30 x 30 cm undisturbed samples were collected in the subway excavation, near Monroe Palace, in Rio de Janeiro. Sample locations were, 10,50 m and 12,00 m deep, and approximately 20 m apart. Tests under consolidated-undrained and consolidated-drained conditions were carried out. The consolidated-drained tests were performed under two stress-paths: 1) σ1 increasing, σ3 constant, 2) σ1 constant, σ3 decreasing. Computer programs were developed in order to elaborate tests results and to obtain the hyperbolic parameters automatically. These programs as well as others concernig the shear parameters are listed herein. The results of the consolidated-drained tests were used by Jorge Fujii and Mitsuo Tsutsumi, as they performed the analysis of a braced excavation, in their M.Sc. thesis, COPPE//UFRJ.

Submitted by Fatima Fonseca (fatima.fonseca@sibi.ufrj.br) on 2017-09-05T17:19:08Z No. of bitstreams: 1 141577.pdf: 1217908 bytes, checksum: 203f56588a2a5240db8b63ce6eedfcc5 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-05T17:19:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 141577.pdf: 1217908 bytes, checksum: 203f56588a2a5240db8b63ce6eedfcc5 (MD5) Previous issue date: 1976-01 / É apresentado um modelo matemático o qual faz emprego das séries de Taylor para representar o campo de deslocamentos. Neste modelo as funções de interpolação, para um domínio na periferia da origem da expansão em série, são definidas em função de alguns pontos na periferia da referida origem. A forma do elemento é de livre escolha, permitindo acompanhar contornos curvilíneos. O elemento apresenta boas características de acompanhamento do encurvamento do campo dos deslocamentos e demonstra melhores qualidades de convergência que os modelos que empregam outras séries polinomiais / A finite element model which makes use of the Taylor series to represent the displacement field, is presented. This way the interpolation functions for a domain in the periphery of the origin of the expansion in series are defined in respect to some points in the periphery of that origin. The form of the element can be chosen freely, permiting to easily fallow curvilinear boundaries. The element present good characteristics to attend curvatures of the field of displacements and show beter convergence characteristics when compared with other polynomial series representation.

Submitted by Fatima Fonseca (fatima.fonseca@sibi.ufrj.br) on 2017-09-05T17:45:48Z No. of bitstreams: 1 144571.pdf: 910047 bytes, checksum: 7aae27be9ae200211d5fdc9088dd18be (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-05T17:45:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 144571.pdf: 910047 bytes, checksum: 7aae27be9ae200211d5fdc9088dd18be (MD5) Previous issue date: 1976-12 / Discuti o problema da fratura em materiais frágeis e obter os fatores de intensidade de tensões através do método dos elementos finitos - modelo híbrido de deslocamentos. Inicialmente são apresentados conceitos fundamentais e teorias da Mecânica da Fratura. Em seguida é estudado o funcional híbrido, no qual os deslocamentos são assumidos independentemente, no interior e no contorno dos elementos. São desenvolvidos dois elementos - um regular, outro singular - adequados à discretização de domínios planos contendo fissuras retilíneas. Finalmente são apresentadas explicitamente, as matrizes auxiliares na montagem do sistema de equações lineares obtido via extremização do funcional híbrido. / In this work the problem of brittle fracture is discussed, attempting to obtain the stress intensity factors. In doing so a hybrid displacement finite element model is used. The fundamental concepts and theories of Fracture Mechanics are presented, firstly. Then, a hybrid functional, in which the displacements in the interior and on the boundary of the elements are assumed independently, is studied. Two different elements - a regular and a singular one - that can be used to the discretization of plain domains containing rectilinear cracks, are developed. Finally, the matrices employed in the assembling of the linear system of equations, obtained from the stationary value of the hybrid functional are explicitly derived.

Submitted by Fatima Fonseca (fatima.fonseca@sibi.ufrj.br) on 2017-09-06T12:57:24Z No. of bitstreams: 1 145654.pdf: 5265388 bytes, checksum: 1a26c789cd4cc0507a5cf2051f2c5bbf (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-06T12:57:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 145654.pdf: 5265388 bytes, checksum: 1a26c789cd4cc0507a5cf2051f2c5bbf (MD5) Previous issue date: 1976-11 / Análise de uma escavação bidimensional pelo Método dos Elementos Finitos. O solo é considerado material isótropo de comportamento não linear mas obedecendo a lei de Hooke por trechos e apresentando deformações permanentes em etapas de descarregamento. Os parâmetros mecânicos dos solos são função do estado de tensões. Um programa de elementos finitos capaz de simular as diversas fases de realização de uma escavação foi desenvolvido utilizando o elemento quadrilátero formado pela combinação de dois elementos triangulares de quatro pontos nodais, o elemento treliça e o elemento de viga. O programa permite prever com boa precisão as tensões e as deformações tanto no maciço como nas estruturas de contenção durante: 1. o carregamento devido a sobrecargas, 2. a escavação, com bentonita, da trincheira para execução da parede diafragma, 3. a concretagem da parede diafragma, 4. o rebaixamento do lençol freático, 5. a escavação da vala em várias etapas, 6. precompressão das estroncas, 7. a influência da temperatura nas estroncas, 8. a construção das galerias, 9. o reaterro. Apresentam-se três aplicações do programa: a) estudo paramétrico da influência da temperatura sobre as cargas das estroncas; b) cálculo dos recalques de edifícios vizinhos durante a abertura de painéis de parede diafragma; e c) simulação de escavação escorada com o cálculo de tensões e deformações no maciço, momentos fletores na parede e cargas nas estroncas. / Analysis of a bi-dimensional excavation using the Finite Element Method. The soil is considered to be isotropic and non-linear material, although following Hooke's law for small increments of stresses. The mechanical parameters of the soil are function of the state of stresses. A finite element program was developped which can simulate the several phases of an excavation using the linear strain quadrilateral element, the bar element and the beam element. By using this program the stresses and the strains in the soil as well as in the supporting structures can be computed during: 1. loading dueto surcharges, 2. excavation of diaphragm wall trench with bentonite, 3. concreting of the wall, 4. lowering of the water table, 5. excavation in several steps, 6. preloading of the struts, 7. influence of the temperature on the struts 8. construction of galeries, 9. backfilling. Three applications of the program are presented: a) parametric study of the influence of the temperature on strut loads; b) determination of settlements of buildings during the excavation of a diaphragm wall trench adjacent to these buildings; and e) determination of stresses and strains in soil masses and in the diaphragm wall, bending moments in the diaphragm wall and loads in struts during a three step excavation.

Submitted by Fatima Fonseca (fatima.fonseca@sibi.ufrj.br) on 2017-09-06T17:53:27Z No. of bitstreams: 1 144359.pdf: 1347545 bytes, checksum: 5d70aa4d9d8a8ed4ad2e04ce3d236964 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-06T17:53:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 144359.pdf: 1347545 bytes, checksum: 5d70aa4d9d8a8ed4ad2e04ce3d236964 (MD5) Previous issue date: 1976-09 / Através do método dos elementos finitos, analisa-se o comportamento não-linear de problemas de grandes deformações e plasticidade. Tanto para a formulação Lagrangeana como para a Euleriana, aproxima-se o contínuo por elementos isoparamétricos quadráticos, e a análise de estado plano de tensão e deformação, e de sólidos de revolução é efetuada. Para a solução de problemas de estruturas de superfície, como placas e cascas, degenerou-se elementos tridimensionais quadráticos obtendo-se com este procedimento resultados bastantes satisfatórios. As soluções de vários exemplos são discutidas e comparadas, e algumas conclusões apresentadas. / Through the finite element method, the non-linear behavior of problems involving large deformation and plasticity is analysed. Both for Lagrangian and Eulerian formulation, the continuous is approximated by quadratic isoparametric elements, and the analysis of plane stress, plane strain and revolution solids is effected. For the solution of surface structural problems, such as plates and shells, quadratic tridimensional elements were degenerated and quite satisfactory results were obtained with this procedure. The solutions to various examples are discussed and compared, and certain conclusions are presented.