Neste trabalho são estudados os principais parâmetros do projeto estrutural de pavimentos rodoviários e de pisos industriais de concreto. Faz-se um levantamento bibliográfico, apresentando as características estruturais de diversos tipos de pavimentos rígidos. São discutidas as ações diretas e as indiretas em pavimentos de concreto e analisadas as formas de consideração das forças aplicadas. São apresentados modelos para representação da fundação, do pavimento e dos materiais. É feito um resumo da teoria de Westergaard, para determinação de tensões devidas ao tráfego, e da teoria de Bradbury, para determinação de tensões devidas ao empenamento. O comportamento dos pavimentos rígidos sob diversas configurações de carregamento são analisadas com auxílio de software com base no método dos elementos finitos. Apresentam-se os métodos indicados pelo DNER para determinação da espessura de pavimentos de concreto simples. São discutidas equações para determinação da área de aço para combate à retração e desenvolvido um procedimento para dimensionamento da armadura de flexão, com base na revisão da NB-1. São analisados os mecanismos de formação de fissuras e a importância das juntas. São apresentadas equações para dimensionamento das barras de transferência e das barras de ligação e analisada a influência da eficiência da junta nos esforços das placas. São desenvolvidos exemplos numéricos sobre dimensionamento de pavimentos de concreto simples e de concreto armado, e sobre detalhamento das juntas / In this work are studied the main parameters of the structural project of concrete highway and industrial pavements. A bibliographical rising is made presenting the structural characteristics of several types of rigid pavements. Direct and indirect actions in the concrete pavements are discussed and the procedures of load consideration are analyzed. Models for represent the foundation, the pavement and the materials are showed. A summary of Westergaard’s theory for determination of stresses owed to the traffic and of Bradbury’s theory for determination of stresses owed to the curling is presented. The behavior of rigid pavements under several loading configurations is analyzed, with a software based on finite elements method. The thickness design methods for concrete pavement indicated by DNER are presented and discussed. The equation for determination of shrinkage reinforcement is showed and a procedure for design of positive steel is developed, based on the brazilian code. The cracking mechanism and the importance of joints are analyzed. Design equations for dowels and tie bars are studied. Numeric design examples are developed for plain concrete pavements, for reinforced concrete pavement, and for design of the joints

Neste trabalho, é desenvolvido um programa através do método dos deslocamentos, em que o mesmo leva em consideração a influência do efeito da semi-rigidez rotacional nas ligações formadas por dois parafusos sobre o comportamento mecânico da estrutura. Esta configuração de parafusos é devidamente escolhida em função de sua corrente aplicação em estruturas de madeira, principalmente em estruturas auxiliares ou de cobertura. Vários exemplos de estruturas típicas de cobertura são executados considerando-se as três formas que o presente programa analisa, evidenciando-se a importância do comportamento semi-rígido sobre as ligações. / In this work, a program is developed through the method of the displacements, in that the same get the worst of the influence of the effect of semi-rigidity rotational in the connections formed by two screws about the mechanical behaviour of the structure. This configuration of screws is chosen properly in function of your current application in wood structures, mainly in auxiliary structures or of covering. Several examples of typical structures of covering are executed being considered the three analysis forms in that the present program executes, being evidenced the importance of the semi-rigid behaviour about the connections.

Objetiva-se discutir e explorar as consequências da conservação do momento angular em situações físicas que apresentem dissipação de energia. Frequentemente, sistemas mecânicos dissipativos são omitidos nas formulações matemáticas da mecânica clássica. No entanto, a conservação da energia mecânica é uma idealização drasticamente incompatível, a longos períodos de tempo, com a maioria das situações reais. Apesar de parecer controversa, esta abordagem é compreensível desde que é incluída na dissipação toda a complexidade dos sistemas mecânicos, os quais não podemos modelar completamente. Espera-se assim que os resultados obtidos sejam parcialmente comprovados em experimentos, sendo que a discrepância é atribuída à parte desconhecida do fenômeno, que muitas vezes é considerada irrelevante para fins práticos. Devido à mencionada complexidade de fenômenos dissipativos, a postura adotada nesta dissertação foi analisar específicos exemplos, de natureza distinta, simplificados, que apresentem as duas propriedades em questão. Concentrou-se especialmente no problema de dissipação de energia em corpos deformáveis na ausência de estímulos externos. / The goal of this work is to study physical systems where angular momentum is a conserved quantity while energy is dissipated. It is a common practice among people working on classical mechanics to neglect energy dissipation. While this hypothesis leads to beautiful mathematical theories, it is strongly violated by the majority of real world systems. The physical complexity of the many ways in which energy is dissipated turns the mathematical modelling of dissipative forces troublesome. There is essentially no general mathematical model for dissipative forces in good agreement with a wide range of experiments. This is in contrast to the very few accepted conservative force models: gravity, elasticity and magneto-electricity. The dissipative force model usually varies among the various physical situations. So, in this work several systems where energy is dissipated while angular momentum is conserved will be considered. The main example will be the motion of a deformable body free from external forces and torques.

Tem-se verificado, na prática, que a falta de drenagem subsuperficial é um dos principais fatores de deterioração precoce dos pavimentos. Ainda, verifica-se que são relativamente poucos os procedimentos de dimensionamento e modelos de análise de previsão de desempenho que consideram efetivamente o efeito deletério da drenagem na vida útil dos pavimentos. No entanto, observa-se que pesquisas e experiências estrangeiras não estabeleceram ainda uma correlação quantitativa confiável entre a presença dos dispositivos de drenagem e o desempenho dos mesmos. No trabalho foi realizada análise de sensibilidade dos modelos da AASHTO (versão de 1993) e HDM-4, considerados os mais difundidos na atualidade. Os modelos empregam coeficientes de drenagem para a consideração dos efeitos danosos da presença de água livre no interior de estruturas de pavimentos rígidos e flexíveis. Teoricamente, verificou-se que os modelos são sensitivos quanto à influência das condições de drenagem no desempenho dos pavimentos. Foram analisados dados reais de certa malha viária no interior do estado de São Paulo e verificou-se, na prática, que os pavimentos flexíveis sem acostamento pavimentado, ou seja, com condições precárias de drenagem, têm apresentado desempenho inferior quando comparados com estruturas dotadas de acostamentos pavimentados mais impermeáveis. Constatou-se a dificuldade de se adotar os coeficientes de drenagem nos modelos analisados, apesar da grande importância da fixação adequada no dimensionamento. Comenta-se no trabalho que, além da existência de dispositivos de drenagem subsuperficial, é necessário checar a sua continuidade e capacidade hidráulica ao longo de todo o sistema. Sugerem-se procedimentos para o dimensionamento hidráulico do sistema de drenagem de pavimentos e a necessidade de se considerar a avaliação econômica ao longo de um período, de acordo com o desempenho esperado do pavimento (LCCA - Life Cycle Cost Analysis) quando da definição da concepção de pavimentos rodoviários drenantes, principalmente quando submetidos a tráfego pesado e em condições climáticas desfavoráveis. / There has been verified, in practice, that the absence of pavement drainage is one of the main factors of early degradation of pavements. More, there are few procedures of design and performance analysis that effectively consider the damage of water during the design period. However, foreign experiments and researches do not establish a reliable correlation between the construction of pavement drainage features and pavement performance. In this text, there has been analyzed the AASHTO (version of 1993) and HDM-4 models, considered the most spread out in the present time. These models consider the damage effects of free water inside flexible or rigid pavement structures. Theoretically, it was verified that the models are sensitive about the influence of the conditions of draining in the pavement performance. It had been analyzed real data of certain roadway network in the interior of the state of São Paulo and it was verified, in practical, that the flexible pavements without paved shoulder, that is, with precarious conditions of drainage, have presented lower performance when compared with structures endowed with paved shoulders more impermeable. It was evidenced the difficulty of adopting the drainage coefficients in the analyzed models, although the great importance of the setting adjusted in the design. It is commented that, beyond the existence of devices of subsurface draining, is necessary to check its continuity and hydraulical capacity throughout the system. It\'s suggested procedures for the hydraulical design of the pavement drainage system and the necessity of considering the economic evaluation throughout a period, in accordance with the waited performance (LCCA - Life Cycle Cost Analysis) when the definition of the conception of road pavements, mainly when submitted the heavy traffic and in unfavorable climatic conditions.

Este trabalho apresenta considerações sobre os custos de pavimentos rígidos, abordando os custos de construção, os custos de manutenção e reabilitação e os custos de operação dos veículos. Apresenta, inicialmente, uma revisão dos fatores intervenientes no dimensionamento de pavimentos rígidos, particularmente os métodos adotados pela Associação Brasileira de Cimento Portland (ABCP) e pela American Association of State Highways and Transportation Officials (AASHTO), e os procedimentos construtivos mais utilizados no Brasil. As atividades de manutenção e reabilitação são associadas às principais formas de deterioração dos pavimentos rígidos, tomando-se como referência, neste trabalho, o Manual de Identificação de Defeitos do Programa SHRP. Quanto aos custos que incidem sobre os usuários e que dependem, principalmente, da condição da superfície de rolamento, são analisadas a influência da curva de desempenho e a estimativa elos custos ele operação dos veículos a partir ela irregularidade longitudinal dos pavimentos. Desenvolve-se uma programação fatorial de simulações que tem como fatores o método ele dimensionamento, o módulo de reação do subleito e o volume de tráfego. Analisam-se, ao final, a importância relativa desses fatores sobre cada urna das parcelas que compõem o custo total de um pavimento rígido. / This work analyses the costs of rigid pavements, that are compound by construction, maintenance and rehabilitation, and user costs. It is presented the basic concepts of rigid pavement design, mainiy the Brazilian Association of Portland Cement (ABCP) and the American Association of State Highways and Transportation Officials (AASHTO) methods, and the construction procedures most used in Brazil. The maintenance and rehabilitation activities are related to rigid pavement distresses, and in this work the reference is the Distress Identification Manual developed by the SHRP Program. In terms of user costs, which are due to pavement rolling condition, it is analyzed the importance of performance trends and the estimation of user costs from pavement roughness. It is developed a factorial simulation program considering the following factors: rigid pavement design method, modulus of subgrade reaction, and traffic volume. It is analyzed the relative effects of each factor on the rigid pavements total cost.

O presente trabalho dedica-se a uma modelagem da interação entre corpos celestes, em regime Newtoniano, levando-se em consideração as influências que suas deformações e viscosidades internas exercem sobre seus movimentos orbitais e suas velocidades angulares. A abordagem adotada é uma variação do conhecido problema do corpo pseudo-rígido, a qual simplifica drasticamente a determinação dos equilíbrios relativos e torna a questão da dinâmica matematicamente acessível. Com este tratamento, podemos relacionar ou comparar os resultados com aqueles estabelecidos na literatura, dentre eles: formato de equilíbrio de um fluido isolado em rotação, deformação de maré causada pela interação gravitacional e o torque de maré induzido no mesmo. Pela simplicidade do modelo pode-se ainda fazer uma análise qualitativa da dinâmica do sistema e obter estimativas sobre a velocidade com que se aproxima dos equilíbrios. / The present work is devoted to model the interaction among celestial bodies, in a Newtonian regime, but considering the role played by the internal deformation and viscosity on the orbital motion and angular velocities of the components of the system. The work is mainly developed with an alternative approach to the pseudo-rigid body model, which simplifies the determination of the relative equilibria and allows precise conclusions about the dynamics. So, we are able to compare the results of this theory with those established in the literature, namely: the equilibrium shape of an isolated fluid in rotation, the tidal elongation induced by gravitational interaction and the tidal torque. Due to its simplicity, we can further perform a qualitative analysis of the dynamics of the system and estimate the velocity of attraction of the equilibrium states.

O crescimento da produção de petróleo offshore traz consigo a demanda por tubulações para escoamento de hidrocarbonetos capazes de conciliar elevada resistência mecânica, elevada resistência à corrosão e baixo peso estrutural. Para tal, após o projeto mecânico, faz-se necessária a qualificação dessas estruturas por intermédio de ensaios mecânicos. Um dos métodos de teste em risers rígidos que alia baixos custos em equipamentos à rapidez de execução é o teste de fadiga por ressonância. Usualmente, este tipo de teste é controlado através do nível de deformação lido por extensômetros instalados na região central da amostra. Contudo, o tempo de instalação e a fragilidade dos sensores acabam por aumentar significativamente o tempo total de teste. Portanto, o presente estudo propõe que o controle do teste seja feito por intermédio dos níveis de aceleração no centro do tubo, uma vez que acelerômetros são mais robustos e mais fáceis de instalar. Assim, o trabalho traz uma correlação numérica e experimental entre os níveis de deformação e aceleração no centro de tubos submetidos a testes de fadiga por ressonância. Foram realizados testes nas amostras sem água, com água, e com pressão interna de 200 Bar. Foi constatado que a relação entre a aceleração e a deformação no centro das amostras para frequências próximas à frequência de ressonância é linear. Além disso, as diferenças observadas entre os resultados experimentais e os numéricos variaram de 0,13% a 14,73%. Em conclusão, o modelo numérico apresentou resultados consistentes em grande parte dos casos estudados, o que evidencia a viabilidade de implementação do sistema de controle por aceleração. Para tal, foram apresentadas sugestões de melhoria para aplicação em testes futuros, a fim de otimizar a uniformidade dos resultados e completar a validação do modelo numérico. / The development of offshore oil production implies the demand of pipelines for the hydrocarbon flow, which are capable of combining high mechanical and corrosion resistance with low structural weight. For this, after the mechanical design, it is required to qualify these structures by means of mechanical tests. One method of test for rigid risers that combines low equipment costs with quick execution is the resonance fatigue test. Usually, this type of test is controlled by strain levels obtained by strain gauges installed at the pipe center. However, the installation lead time and the sensors fragility increase significantly the overall test time. Therefore, the present study proposes that the test controlling system could be performed by means of the acceleration levels at the middle of the sample, since accelerometers are more robust and the installation is simpler. Thus, this work brings a numerical and experimental relationship between strain and acceleration levels at the center of pipes submitted to resonance fatigue test. Tests were performed on the samples without water, with water, and with internal pressure of 200 Bar. It was found that the relationship between strain and acceleration at the center of the samples is linear for frequencies near the resonant frequency. In addition, the differences between experimental and numerical results ranged from 0.13% to 14.73%. In conclusion, the numerical model presented consistent results in most of the studied cases, which evidences the feasibility of implementing the acceleration controlling system. For this purpose, improvement suggestions for application in future tests were presented in order to optimize the uniformity of the results and to complete the numerical model validation.

Este trabalho tem por objetivo estudar todas as parcelas de custos que envolvem os pavimentos flexíveis e rígidos durante sua vida em serviço, abordando os custos de construção, de manutenção e reabilitação e os custos de operação dos veículos. Inicialmente, tem-se a análise dos métodos utilizados para o dimensionamento dos pavimentos flexíveis e rígidos, bem como dos custos associados a diferentes procedimentos construtivos utilizados no Brasil, visando o estabelecimento dos custos de construção. Os custos de manutenção e reabilitação são determinados a partir da identificação das principais formas de deterioração dos pavimentos. Os custos de operação dos veículos, que incidem diretamente sobre os usuários e dependem, principalmente, da condição da superfície de rolamento, são calculados com base em modelos de desempenho de programas de gerência de pavimentos utilizados por organismos rodoviários brasileiros. Para uma maior abrangência da análise comparativa de pavimentos flexíveis e rígidos foi elaborada uma programação fatorial de simulações. A comparação dos custos dos pavimentos flexíveis e rígidos é proveniente da análise dos custos totais obtidos para todas as combinações de fatores intervenientes (células da matriz fatorial). Os fatores utilizados são: tipo de subleito, materiais e espessuras das camadas (métodos de dimensionamento), solicitações e volume de tráfego e estratégia de manutenção e reabilitação dos pavimentos. / This research work aims to determine and compare the total cost for both, rigid and flexible pavements. Thus, it analyzes all components of costs related to flexible and rigid pavements during their service lives, i.e., construction cost, maintenance and rehabilitation cost and users cost. For the determination of the construction cost it is considered the most used pavement design methods, as well construction procedures used in Brazil. The maintenance and rehabilitation cost is calculated based on the identification of the main distress types for both flexible and rigid pavements that occur in Brazil. The users cost, function of the pavement surface condition, is calculated from performance models used by Brazilian highway agencies. For a broader comparison of rigid and flexible pavements it is performed a factorial analysis. The main factors to be considered are: subgrade type, pavement layer material and thickness, traffic load and volume, maintenance and rehabilitation strategy. The simulations for the determination of total cost will be done for each cell of the factorial matrix, i.e., for each combination of factors.

As alternativas de reciclagem se apresentam com elevado potencial para acrescentar ganho à capacidade estrutural de um pavimento, simultaneamente, aproveitando os materiais compostos do pavimento existente, acarretando benefícios econômicos e ambientais, quando comparadas às soluções de reconstrução tradicionais. Diversos métodos de reciclagem de pavimentos têm sido aplicados no Brasil, particularmente, a reciclagem com adição de cimento, entretanto, não há um método consolidado para o dimensionamento estrutural dessa solução, o que gera dificuldades e muitas vezes desconfiança no seu emprego. Para se desenvolver um procedimento de dimensionamento que contemple esse tipo de solução, foram estudados métodos presentes na bibliografia internacional. Uma abordagem detalhada sobre cada método é apresentada, denotando seus principais aspectos, resultando em uma proposta de procedimento para o dimensionamento estrutural de pavimentos com camadas recicladas com cimento, de forma a atender a metodologia do Manual de Pavimentação do Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes (DNIT) aplicando conceitos de análise mecanicista. A fim de corroborar os assuntos abordados, foi realizado um estudo paramétrico com o desenvolvimento de equações para correlação entre as deformações críticas esperadas na estrutura reciclada, resultando em modelos de dimensionamento para a camada reciclada com cimento e, por fim, o estudo de caso com o dimensionamento estrutural pelos métodos abordados em segmentos da rodovia SP 270. / Recycling alternatives are presented with a high potential to add gain to the structural capacity of a pavement, making use of the existing pavement composite materials while bringing economic and environmental benefits when compared to traditional reconstruction techniques. Several methods of pavement recycling have been applied in Brazil, particularly the recycling with cement addition; however, there is no consolidated method for the structural design of this solution, which generates difficulties and often distrust regarding its employment. In order to develop a design procedure taking into account this sort of solution, methods described in international bibliography have been examined. A detailed approach to each method denoting its main aspects is presented, resulting in a proposed procedure for the structural design of pavements with cement recycled layers so as to comply with the methodology contained in the Paving Manual of National Department of Transport Infrastructure (DNIT) by applying concepts of mechanistic analysis. In order to corroborate the issues discussed, a parametric study has been carried out with the development of equations to correlate the critical deformations expected in the recycled structure, resulting in design models for the cement recycled layer and finally, the case study of a structural design on segments of Highway SP 270 using the methods discussed.

Este trabalho apresenta uma análise numérica sobre o comportamento estrutural das ligações parafusadas viga-coluna com chapa de topo. São estudados dois métodos tradicionais de dimensionamento e são apresentados cinco sistemas de classificação propostos para as ligações. Modelos numéricos das ligações estudadas são preparados com a utilização de elementos finitos e os resultados numéricos são comparados com resultados experimentais conhecidos. São abordados aspectos relativos às propostas de dimensionamento, em comparação com os resultados numéricos e experimentais. Em particular, é discutida a rigidez das ligações, verificando-se a influência da variação da espessura da chapa de topo e diâmetro dos parafusos. Com a comparação entre resultados numéricos e experimentais, é analisada a representatividade dos modelos numéricos com relação ao comportamento das ligações estudadas. Finalmente, são apresentadas as conclusões e recomendações para futuras pesquisas / This work presents a numerical analysis on the structural behavior of bolted beam-to-column end plate connection. Two traditional design methods are studied and five proposed classification systems for connections are presented. Numerical models representing the studied connections are prepared using finite elements and numerical results are compared with existing experimental results. The design proposals are compared with numerical and experimental results. In particular, the connection rigidity is discussed by verifying the influence of variations in end plate thickness and bolt diameter. Comparing numerical and experimental results the reliability of F.E.M models is appraised. Finally, conclusions are presented with some suggestions for future researches