Neste trabalho estudou-se o comportamento dos chumbadores grauteados, usados em ligações viga-pilar parcialmente resistentes a momento fletor. O foco da pesquisa foi a análise teórica e experimental do mecanismo resistente do chumbador inclinado. O programa experimental englobou 15 modelos, sendo que as variáveis analisados foram: a) diâmetros dos chumbadores, de 16 mm, 20 mm e 25 mm; b) inclinações dos chumbadores, de 0º (chumbador normal à interface), 45º e 60º; c) resistência à compressão do concreto adjacente ao chumbador, sendo usado concreto das classes C35 e C50; d) aplicação de força de compressão normal à interface. Os resultados experimentais indicaram aumentos significativos tanto na capacidade última quanto na rigidez a cisalhamento do chumbador. Foram realizadas simulações numéricas, onde foi verificada a sensibilidade dos resultados aos parâmetros inerentes à interface concreto - almofada de apoio, sendo desenvolvidas expressões para estimar tais parâmetros. Com base na análise experimental e em análises numéricas, foram propostos modelos analíticos que conseguiram representar de forma satisfatória a influência da inclinação e demais parâmetros analisados no mecanismo resistente do chumbador. / This research deals with the behavior of grouted dowels, used in partial moment resistant beam-to-column connections. The focus of the research was the theoretical and experimental analysis of dowels resistant mechanism. The experimental program include 15 models, and its variables analyzed were: a) the dowel diameter of 16 mm, 20 mm and 25 mm; b) the dowel inclination of 0° (dowels perpendicular to the interface), 45° and 60°; c) compressive strength of concrete adjacent to the dowels of classes C35 and C50, d) application of compression load, normal to the interface. Experimental results indicated significant increases in ultimate capacity and the shear stiffness of the dowels. Numerical simulations were carried out which identified the sensitivity of results to the parameters of the interface concrete bearing pad, and developed expressions to estimate such parameters are given. Based on experimental and numerical analysis analytical models have been proposed that could adequately represent the influence of inclination and other parameters in the mechanism resistant dowels.

Sistemas estruturais constituídos por perfis de aço são, em geral, dimensionados de uma forma \"indireta\", isto é, cada componente é analisado e verificado segundo suas capacidades teóricas individualmente, normalmente associando-se condições de extremidade e comprimentos teóricos para cada barra de modo a aproximar a sua capacidade portante sob a condição real. Contudo, importantes efeitos como a transmissão do empenamento entre as barras devido à torção e/ou distorção, as restrições localizadas impostas por sistemas de contraventamento ou componentes diversos, e também a compatibilidade de deslocamentos locais/globais entre barras conectadas não alinhadas entre si, são desconsiderados, uma vez que o estudo de tais efeitos envolve, normalmente, custosos trabalhos de modelagem através de elementos finitos de casca (e/ou sólidos), soluções numéricas complexas e demoradas, e/ou estudos experimentais caros e trabalhosos. Neste contexto, alguns recentes trabalhos apontam para um vasto campo de aplicações das inovadoras potencialidades da Teoria Generalizada de Vigas (GBT), permitindo, em particular, a análise de sistemas estruturais que consideram os diversos efeitos provocados por condições de apoio arbitrárias, diferentes posições do carregamento e efeitos decorrentes das ligações entre as barras. Contudo, apesar de tais recursos ampliarem as aplicações da GBT na análise de estabilidade de sistemas estruturais, apenas um conjunto limitado de problemas pode ser atendido, especialmente quanto às ligações entre as barras. Os recentes trabalhos envolvendo a aplicação da GBT para a análise de estabilidade de pórticos metálicos dedicaram-se ao estudo de alguns casos específicos de ligações rígidas, isto é, assumem a hipótese de transferência completa dos deslocamentos generalizados entre as barras. Assim, uma vez que a rigidez de tais ligações pode ser responsável por mudanças significativas no comportamento do sistema estrutural em questão, este trabalho procura fornecer uma solução capaz de considerar a semirrigidez das ligações metálicas associada aos parâmetros modais típicos da GBT. Além disso, dada a possibilidade de ampliar os tipos de ligações analisadas por meio da GBT, incluindo as configurações mais comumente utilizadas na prática, apresentam-se novos conjuntos de relações cinemáticas desenvolvidas para tal, assim como as referidas validações, que são realizadas por meio de análises utilizando o programa computacional ANSYS®. / Steel structural systems are usually associated with an \"indirect approach\", i.e., each component of the respective structure is analysed and verified according to its theoretical individual capacity. Normally, in order to approximate the real behaviour of the structural system, specific support conditions and effective length concepts are used to analyse each structural member separately. However, some important effects are disregarded in this procedure, like the warping transmission at frame joints (due to torsion and/or distortion), or those stemming from localized supports associated with bracing systems, as well as the local/global displacements compatibility of the cross-section walls at the joint region. Additionally, studies considering the above mentioned effects involves rather complicated and time-consuming numerical analyses using shell and/or solid finite elements, and/or expensive experimental investigation. On the other hand, some recent studies revealed a large field for application of the Generalized Beam Theory (GBT) in the context of the stability, first and second order analyses of structural systems, considering, particularly, the effects caused by arbitrary support conditions, different load positions, and the effects caused by connections between members. Nonetheless, all the recent works applying GBT for stability analysis of steel frames are focused on some specific cases of rigid connections, i.e., they assume the full transfer of the generalized displacements between the non-aligned members. Thus, given the well-known fact that the rigidity of connections may lead to considerable changes of the structural behaviour of steel structural systems, this work deals with the development of a solution to incorporate the semi-rigidity of the steel frame connections to the modal parameters of the GBT. Furthermore, given the possibility to expand the connection types analysed by means of GBT, including the most commonly used configurations adopted in practice, it is presented the related new kinematic relations developed, as well as the validation studies carried out in the software ANSYS®.

As ligações com chumbador e almofada, sem continuidade estrutural, são comumente empregadas em obras de concreto pré-moldado como galpões, edifícios de poucos pavimentos e no topo de pilares. Na análise estrutural, este tipo de ligação é caracterizado como articulado. Este trabalho teve como objetivo fazer um estudo com este tipo de ligação levando em conta que a transferência de momento fletor ocorrerá em função da rigidez proporcionada por uma almofada de compósito de argamassa e por chumbadores de aço. A idéia é considerar o benefício da redução das solicitações nos elementos de concreto pré-moldado, particularmente, na base dos pilares. A análise experimental foi feita com modelos em escala reduzida 1:2. Foram ensaiados quatro modelos da ligação que são: a) Modelo 1 - chumbadores de aço CA-25 e almofada de compósito de argamassa; b) Modelo 2 - chumbadores de aço CA-25 e almofada de policloropreno; c) Modelo 3 - chumbadores de aço CA-50 e almofada de compósito de argamassa e; d) Modelo 4 - chumbadores de aço CA-50 e pilar com largura igual a 50% maior que os casos anteriores e almofada de argamassa. Foi feita ainda a análise numérica tridimensional dos modelos da ligação utilizando o software Ansys e análises de pórtico plano para avaliar a distribuição de solicitações ao longo de estruturas representativas. Foi desenvolvido um modelo de projeto para prever o comportamento da ligação. Com as simulações de pórtico plano, onde foram consideradas as semirigidezes das ligações, obteve-se uma redução de até 48% do momento fletor na base dos pilares para um edifício de quatro pavimentos, cujas ligações viga-pilares apresentavam um consolo de 40 cm, e de 21,8% para um edifício de um pavimento do tipo galpão, cujas ligações continham quatro chumbadores, considerando apenas a carga de frenagem. A análise de deslocamentos nos pórticos planos também aponta o benefício da consideração da semirigidez nas ligações. Uma redução de deslocamento horizontal do topo do pórtico do tipo galpão de até 32,8% para o modelo com ligações com quatro chumbadores e somente força horizontal, e de até 71,9% para o edifício de quatro pavimentos considerando as ligações semirígidas com consolos de 40 cm. / Connections with bolts and pad, without structural continuity, are commonly used in construction of precast concrete as one-storey building, building with a few storeys and on top of columns. In structural analysis, this type of connection is characterized as pinned, that is, without restriction of the rotation on the connection. This work aims to make a study of this type of connection taking into account that the transfer of bending moment will occur due to the stiffness provided by a pad of mortar composite and the steel bolts. The idea is to consider the benefit of reducing the demands on the elements of precast concrete, particularly at the base of the columns. The experimental analysis was done with models scale 1:2. Four models of connection were tested: a) Model 1 - steel bolts CA-25 and pad of mortar composite, b) Model 2 - steel bolts CA-25 and chloroprene rubber pad, c) Model 3 - bolts of CA-50 steel and pad of mortar composite, and d) Model 4 - steel bolts CA-50 and column with a width of 50% larger that the others and mortar pad. It was still a three-dimensional numerical analysis of the lead models using Ansys software and frame plan analysis to evaluate the stress distribution along the representative structures. A model design to predict the behavior of the connection was developed. Based on the numerical simulations on precast concrete frames, semi-rigidity of connections was take in to account, it was obtained a reduction of up to 48% of the bending moment at the base of the columns of a four-storey building, which beam-to-column connections had a corbel 40 cm, and 21,8% for a one-storey building, which connections contained four bolts, considering only the horizontal load. The analysis of displacements in the plane frame also shows the benefit of considering the semi-rigidity connections. Reduction in horizontal displacement of the top of the one-storey building to 32,8% for the model with four bolts in the connections with only horizontal force, and 71,9% for the four-storey buildings with semi-rigid connections considering the corbels of 40 cm.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Microvascularization of human superior membranous vocal folds tends to be parallel to the long axis. This pattern of microvascularization changes with disease. The objective this study was to describe microvascular changes in the human vocal folds with polypoid alterations as differential diagnosis with other laryngeal diseases. A retrospective study was conducted to describe alterations in the microvasculature of the vocal folds of eleven patients having polyps, who underwent laryngeal microsurgery and subsequent rigid and contact laryngoscopy. To study the microvascular changes, D Ávila (2002) classification was used. The vocal folds were divided in three regions: superior membranous, superior cartilaginous, and subglottic. The twelve types of microvessels described by D Ávila were identified in the study and 74 altered microvessels were found; dilated parallel and branching micro vessels predominated. Our findings highlight that microvascularization of the vocal folds changes with polyp formation; and the presence of branching microvessels in the surface of vocal cord lesions suggests a diagnosis of polyp formation. / A microvascularização da face superior membranosa da prega vocal humana tende a ser paralela ao seu longo eixo. Este padrão de vascularização modifica-se na presença de patologias. O objetivo deste trabalho foi descrever as alterações microvasculares que ocorrem na prega vocal humana acometida por pólipo. Através de estudo retrospectivo foram descritas as alterações microvasculares que ocorreram nas pregas vocais de 11 pacientes de ambos os gêneros, portadores de pólipos, atendidos nas Clínicas de Dr. Jeferson D Ávila e Dr. Edilson Cunha e submetidos à microcirurgia da laringe e às endoscopias rígida e de contato da laringe. Para descrever as alterações microvasculares foi utilizada a classificação de D Ávila (2002) e as pregas vocais foram dividas em 3 faces: face superior membranosa, face superior cartilaginosa e face subglótica. Os 12 tipos de microvasos descritos por D Avila foram identificados neste estudo, tendo sido encontrados 74 microvasos alterados, havendo predominância dos microvasos paralelo ectásico e ramificado em rede. Nossos achados ressaltam que a microvascularização da prega vocal está alterada na presença de pólipo e que a presença de microvaso do tipo ramificado em rede na superfície de uma lesão única ou múltipla de prega vocal sugere fortemente a presença de pólipo de prega vocal.

Made available in DSpace on 2014-07-29T15:03:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 pre_text fabio reis engcivil.pdf: 737129 bytes, checksum: ed254364f2d9e0fc110774d49fe0fc6e (MD5) Previous issue date: 2009-06-26 / The use of concrete pavements in highways is a valuable alternative to obtain a surface with high durability and low maintenance. This type of pavement has the performance compromised by fissures, especially when they occur in the joint with greater vulnerability of the concrete pavement. This work presents a study of the effectiveness of sawed joints in concrete pavements where eleven plates were tested until failure. The variables were: length of circular dowels (200 mm, 300 mm, 400 mm and 500 mm), dowel diameter (10 mm and 16 mm) and type of concrete (conventional and self-compacting). The tests were performed on the concrete plates supported on a base composed of sheets of rubber. A line load was placed on one side of the joint. The test results showed that the use of transfer dowels contributes significantly to the efficiency of the concrete pavements and increasing the length and the diameter of the circular dowels improves efficiency; 10 mm diameter dowels are not compatible with 120 mm thick concrete pavements, but 16 mm dowels bars present good performance; the use of reduced dowel bar lengths below 40 mm is not recommended; pavements with conventional concrete have better performance in the joints due to better aggregate interlocking that the conventional concrete of this search present, when compared the self-compacting concrete; dowels bars with reduced length did not reach yielding, characterizing an incomplete use of steel dowels because the transfer energy its over before the yielding of steel dowels / A utilização de pavimentos de concreto simples em rodovias mostra-se como uma valiosa alternativa na obtenção de um pavimento com grande durabilidade e pouca manutenção. Esse tipo de pavimento tem o seu desempenho comprometido com o surgimento de fissuras, principalmente quando as mesmas se apresentam em sua junta, região de maior vulnerabilidade do pavimento de concreto. Dessa forma este trabalho apresenta um estudo da eficiência da junta serrada em pavimentos de concreto simples onde foram ensaiadas onze peças cujas variáveis foram: comprimento da barra de transferência (200 mm, 300 mm, 400 mm e 500 mm), diâmetro da barra de transferência (10 mm e 16 mm) e tipo de concreto (convencional e autoadensável). Os ensaios foram realizados com o posicionamento das peças de concreto sobre uma base composta de placas de borracha e aplicada uma carga estática distribuída em um lado da junta por toda sua extensão, sendo interrompido o carregamento somente após a ruptura da peça. Os resultados da pesquisa mostraram que: a utilização de barras de transferência contribui significativamente para a eficiência do pavimento e com o aumento do comprimento e do diâmetro da barra, ocorre uma melhora na eficiência; barras de 10 mm de diâmetro não são compatíveis com pavimentos de concreto de 120mm de espessura, mas as barras de 16 mm apresentam bom desempenho nessa espessura; a utilização de comprimentos reduzidos de barras abaixo de 400 mm não é recomendada; peças de concreto convencional apresentam um melhor desempenho nas juntas, provavelmente em função do melhor intertravamento dos agregados que o concreto convencional desta pesquisa apresentou, quando comparado ao concreto autoadensável; barras de aço de comprimento reduzido não atingem o escoamento, caracterizando uma não utilização completa do aço pois a transferência de esforços foi cessada sem o aço da barra de transferência escoar.

A Constituição de 1988 classifica-se como Rígida, porque seu procedimento de transformação é mais solene do que o das demais leis e normas. A despeito dos limites à sua transformação, experimentou amplas e reiteradas emendas, o que a faz instável. Logo, a Estabilidade constitucional é um dos fins perseguidos pela rigidez constitucional, mas com ela não se confunde. Por Estabilidade entende-se a capacidade de uma Constituição ou de uma organização constitucional de persistir e transformar-se no tempo, preservando suas principais características. A Estabilidade, enquanto categoria foi compreendida de maneira diferente na Antiguidade, na Idade Média e a partir das revoluções liberais. Deve-se a James Bryce a classificação das Constituições em Rígidas e Flexíveis. Nas primeiras, centros decisórios distintos produzem normas constitucionais e infraconstitucionais; nas segundas, uma única fonte. O autor também cotejou essas Constituições com a concepção de Estabilidade. O passar dos anos obscureceu essa implicação, a recomendar a revisitação de sua obra. As Constituições Rígidas são dotadas de uma imutabilidade relativa e de uma supremacia formal. Garantidas por um modelo de controle de constitucionalidade e de institutos de superação de crises. A competência reformadora é obstaculizada por limites normativos, o que faz da Mutação Constitucional, em princípio, a expressão de sua atualização. A história constitucional brasileira é caracterizada por uma sucessão de Constituições, o que denota uma instabilidade, provocada pelos mais diferentes motivos. A Constituição de 1988 dispõe de adequados limites à alteração formal e de um complexo modelo de controle de constitucionalidade. De outro lado, não lhe impediu diversas emendas. Todavia, ainda não lhe desestruturou a identidade das normas materialmente constitucionais, sendo uma instabilidade de superfície ou aparente. O perigo é que a banalização das reformas produza uma instabilidade de fundo, que comprometa regras materialmente constitucionais. A advertência recomenda que se investigue uma solução. / The Constitution of 1988 is classified as rigid because its procedure for transformation is more solemn than that of other laws and rules. Despite the limits to its transformation, it has repeatedly undergone ample amendment, which makes it unstable. Hence, constitutional stability is one of the ends sought by constitutional rigidity, but must not be confused with it. Stability is understood as the ability of a Constitution or constitutional organization to endure and transform itself in time, while preserving its primary characteristics. Stability as a category has been understood in different ways in Antiquity, in the Middle Ages, and with the coming of liberal revolutions. Classifying Constitutions as rigid and flexible is something we owe to James Bryce. In the former, distinct decision-making centers produce constitutional and sub-constitutional rules; in the latter, a single source does. That author has also compared such Constitutions to the conception of stability. The course of time has cast a shadow on that implication, so revisiting his works might be commendable. Rigid Constitutions are endowed with a relative immutability and a formal supremacy, and assured by a framework for controlling constitutionality, and by doctrines for overcoming crises. Reformative jurisdiction has the hurdles of regulatory limits, making Constitutional Mutation, in principle, the expression of their updating. Brazilian constitutional history is characterized by a succession of Constitutions, belying an instability caused by a wide variety of reasons. The Constitution of 1988 is provided with suitable limits to formal change, and with a complex framework for controlling constitutionality. This, on the other hand, has not prevented its various amendments. However, it has not yet taken apart the identify of materially constitutional rules, as such instability is only superficial or apparent. The danger lies in the triteness of reforms leading to an in-depth stability that compromises materially constitutional rules. This warning commends looking into a solution.

Este trabalho apresenta um estudo do comportamento estrutural das ligações metálicas parafusadas viga-pilar com chapa de topo estendida. Enfatiza-se a fundamentação teórica, abordando os principais conceitos, os métodos de dimensionamento apresentados em normas internacionais e os principais sistemas de classificação de ligações existentes. O objetivo deste trabalho é apresentar uma metodologia capaz de aprimorar a análise numérica de ligações, com relação aos estudos anteriores, obtendo resultados com melhor representatividade do comportamento real das ligações. Desenvolve-se análise numérica, via Método dos Elementos Finitos (MEF), com a elaboração de diversos modelos numéricos tridimensionais de ligações parafusadas com chapa de topo estendida. Utilizou-se na modelagem numérica o código de pré-processamento TrueGrid® e o código de análise numérica ANSYS®. Os modelos foram desenvolvidos e validados a partir de resultados experimentais. Na análise dos resultados foram comparados os resultados numéricos obtidos com resultados experimentais previamente conhecidos. Faz-se uma abordagem das propostas de dimensionamento apresentadas por normas internacionais em comparação com os resultados numéricos. Através da variação de parâmetros, como espessura da chapa e diâmetro dos parafusos, observam-se os modos de falha das ligações, e a plastificação da chapa de topo e dos parafusos. Por fim, apresenta-se a conclusão do trabalho e sugestões para pesquisas futuras. / This work presents a study about the structural behavior of extended end-plate bolted beam-to-column steel connections. Emphasizes the theoretical foundation, addressing the main concepts, the design methods presented in international standards and the main classification systems for connections existing. The objective of this work is to present a methodology capable of improving the numerical analysis of connections, in comparison with previous studies, getting results with better representation of the actual behavior of the connections. It develops numerical analysis via Finite Element Method (FEM) with the development of various numerical models of three-dimensional bolted end plate connections. It was used in numerical modeling the preprocessing code TrueGrid® and the numerical analysis code ANSYS®. The models were developed and validated from experimental results. In the analysis of the results were compared the numerical results obtained with experimental results previously known. It approaches the design proposals presented by international standards in comparison with the numerical results. By varying the parameters such as end-plate thickness and bolts diameter, it was observed failure modes of the connections, as well as yielding mechanism at the end-plate and bolts. Finally, it presents the conclusion of the work and suggestions for future researches.

No presente trabalho é abordada uma metodologia analítica para o cálculo de deformabilidades de ligações típicas de concreto pré-moldado, levando-se em conta os mecanismos básicos de deformação na ligação. Foram estudas duas ligações típicas viga-pilar de concreto pré-moldado. A primeira ligação é uma ligação com almofada de elastômero e chumbador. É apresentado um desenvolvimento analítico para o cálculo da deformabilidade ao cisalhamento da ligação. Também, é abordado um procedimento para a determinação da resistência ao cisalhamento. Foram realizados ensaios de cisalhamento, de flexão e torção nessa ligação, onde foram variados a geometria da almofada e o diâmetro do chumbador. A segunda ligação é uma ligação resistente à flexão com chapas soldadas. É apresentado um desenvolvimento para o cálculo da deformabilidade à flexão da ligação. Foram realizados dois ensaios de flexão alternada em um protótipo com ligações soldadas e um protótipo monolítico, o qual serviu de referência para avaliar a rigidez da ligação. Os valores calculados da deformabilidade ao cisalhamento, para os protótipos com almofada de elastômero e chumbador, foram, em média, 23% superiores aos valores experimentais. Todavia, este equacionamento não se aplica ao caso de uma ligação com almofada com um fator de forma maior do que 5. As resistências ao cisalhamento calculadas corresponderam a valores entre 96 a 100% em relação aos valores experimentais. A ligação com chapas soldadas apresentou uma rigidez à flexão da ordem 83% da rigidez da ligação monolítica. O valor calculado para a rigidez à flexão secante foi 5% superior à rigidez apresentada pela ligação ensaiada. O momento máximo de cálculo da ligação, estimado com base na rigidez calculada, foi 6% superior ao momento de ruptura. A partir dos resultados experimentais, demonstrou-se que, através da utilização de procedimentos analíticos para a determinação das deformabilidades, pode-se obter uma boa estimativa para os valores experimentais, constituindo-se assim em uma alternativa viável e em uma ferramenta de grande potencial a ser explorado para o projeto das ligações de concreto pré-moldado. / This thesis discusses an analytical methodology to determine the deformability of beam-column connections for precast concrete structures, considering the basic mechanisms of deformation in these connections. Two typical beam-column connections it was studied. For the first one, which consists of a connection with bearing pad and dowel bars, is presented an analytical development to determine its shear deformability. In addition, it is discussed a procedure to determine its shear resistance and some tests, which include shear, bending moment and sprain about beam axis, are also reported, where it were used different parameters to the bearing pad geometry and to the dowel bar diameter in the connections. For the second connection, which consists of a moment resistant connection with welded plates, is presented an analytical development to determine the connection flexibility. In order to evaluate the flexibility behaviour of the connection, two tests are reported. In the first one was used a rigid connection, which was used as a stiffness reference. As a result, the theoretical shear deformability, calculated to the prototypes with bearing pad and dowel bars, presented 23% more than the experimental results. Therefore, this calculus was not applied for pads with shape factor bigger than 5. The predicted shear resistance suited to values between 96 and 100% in relation to experimental values. The stiffness response of the resistant moment connection suited about 83% of the rigid connection stiffness. The theoretical secant stiffness of the connection it was 5% bigger than the experimental response. The predicted ultimate bending moment it was 6% bigger than moment crack of connection. Based on the analysis of the results, it was demonstrated that, the employ of analytical developments to determine deformabilities in the precast concrete connections is viable and provides good estimated values. In other way, the use of those analytical developments together with available procedures consist on important design tools to be applied for the precast concrete connections.

A produção de petróleo em ambiente marítimo é feita através de plataformas, em geral flutuantes, conectadas aos reservatórios através de dutos, os chamados risers, responsáveis pelo transporte de petróleo bruto, gás ou água. Do ponto de vista estrutural, estes risers podem ser rígidos ou flexíveis, porém, independente do tipo empregado, com o aumento da profundidade, aumentam-se os esforços de tração sobre essas estruturas. Em águas profundas, essa desvantagem pode ser diminuída com a utilização de configurações mais complexas, dentre as quais se destaca a riser tower, que é foco do presente estudo. Este sistema é composto por vários dutos unidos ao longo de um tubo vertical único, sustentado por uma bóia de subsuperfície. Um grande atrativo desta configuração é a redução da fadiga devido às ondas, uma vez que a bóia e parte significativa dos risers rígidos verticais não sofrem efeitos relevantes das ondas de superfície. No entanto, dois problemas de interação fluido-estrutural persistem: um associado ao fenômeno de VIV Vibração Induzida pela Emissão de Vórtices no riser vertical e outro relativo ao VIM - Movimento Induzido pela Emissão de Vórtices na bóia. Devido ao fato da correnteza ser quase permanente, bem como das altas frequências passíveis de excitação, tem-se um número de ciclos de tensão bastante elevado, associados à flexão, o que pode ser importante no estudo de fadiga do material que compõe as referidas estruturas. De maneira mais completa, no que compete à fenomenologia das interações fluidoestruturais mencionadas, o presente trabalho propõe-se a estudar numérica e analiticamente a dinâmica transversal e longitudinal do conjunto formado pelo riser rígido e pela bóia de subsuperfície, particularmente focado nos efeitos da dinâmica sobre a vida útil do riser vertical. / The offshore oil production is performed with platforms, floating in most cases, which are connected to the well through pipes. These pipes are called risers and are responsible for the transport of crude oil, gas and water from seabed to the platform and vice-versa. From the structural standpoint, these risers can be rigid or flexible. However, independently of the type, the topside tension of these structures increases with the water depth. In deep water this disadvantage can be reduced by using more complex configurations, for example the riser tower, which is the focus of the current study. The riser tower is a system composed by pipes bundled around a central steel tube supported by a subsurface buoyancy tank. This configuration is attractive due to the reduction on waves fatigue since the buoy and most of the vertical risers length is not impacted by the effects of the surface waves. Nevertheless, two issues from the fluid-structural interaction still persist: one related to the VIV phenomena vortex-induced vibration on the vertical riser and the other associated to the VIM vortex induced motion on the buoyancy tank. Considering the almost permanent nature of the offshore currents associated to the high frequencies that can be excited, during the operational life, the riser is subjected to a large amount of stress cycles which are important for the evaluation of the structural integrity in terms of fatigue. In a more complete sense, considering the phenomenology of the fluid-structure interactions, the purpose of the present work is studying numerical and analytically the inline and cross-flow dynamics of the riser tower system especially focused on the impact of the dynamics on the vertical riser operational life.

Há basicamente dois sistemas empregados para promover a continuidade das terças de múltiplos vãos: transpasse e luva. Do ponto de vista do transporte e da montagem, o sistema de luvas é vantajoso em relação ao sistema de transpasse, uma vez que conduz a barras de menor comprimento. Entretanto, o emprego de luvas tem sido pouco explorado, devido principalmente ao pouco conhecimento sobre o comportamento estrutural do sistema e, consequentemente, pela ausência de recomendações de projeto disponibilizadas pelas normas e manuais técnicos. Neste trabalho foram analisadas a rigidez e a resistência de terças de seção transversal Z contínuas por meio de luvas. Para tanto, uma série de quinze protótipos de terças de aço formadas a frio foi submetida a ensaios de flexão, variando-se a altura do perfil, espessura e comprimento da luva e o vão. Foi conduzida uma análise da viabilidade do método da resistência direta (MRD) ao dimensionamento de terças contínuas por meio de luvas. Em relação à rigidez, curvas momento-rotação calibradas experimentalmente foram implementadas em modelos numéricos por meio de molas rotacionais, buscando simular o comportamento não linear da ligação. Posteriormente, uma análise paramétrica foi realizada, resultando na expressão momento-rotação proposta com base nas variáveis investigadas. Essa expressão representa a rigidez da ligação, que aliada a um modelo simples barra-mola, permite a avaliação mais precisa dos esforços solicitantes e deslocamentos de terças com luvas. / There are basically two systems employed to promote the continuity of multi-span purlins: overlap and sleeve. From the point of view of transport and assemblage, the sleeve system is advantageous in relation to the overlap system since it leads to shorter length bars. However, the use of sleeves has not been hardly explored mainly due to lack of knowledge about the system structural behavior and, therefore, the absence of design recommendations provided by standards and technical manuals. This study analyzed the stiffness and strength of continuous Z-section purlins with sleeved bolted connection. In order to develop the study a series of fifteen prototype were tested in bending; their cross-section height, thickness, sleeve length and span were varied. A viability analysis of the Direct Strength Method (DSM) for design of continuous sleeve purlins was conducted. In relation to stiffness, moment-rotation curves were calibrated experimentally and implemented in numerical models through rotational springs to simulate the nonlinear behavior of the connection. Afterwards, a moment-rotation expression based on the studied variables and a parametric analysis was proposed. This expression represents the connection stiffness and, when implemented in a simple spring-beam model, allows a more accurate prediction of the internal efforts and displacements in the purlin-sleeve system.