Orientador : Prof. Dr. Maurício Felga Gobbi / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental. Defesa: Curitiba, 2014 / Inclui referências / Resumo: O transporte de sedimentos em corpos d'água pode ser influenciado por diversas ações antrópicas, entre elas a construção de ponte sobre canais, com seus pilares imersos na água. Essas intervenções podem alterar a dinâmica dos rios, alterando as velocidades de escoamento da água e padrões de erosão/sedimentação ao longo do canal, mas principalmente na região da ponte. As obstruções causadas pelos pilares diminuem as velocidades a montante da ponte e aumentam as taxas de deposição de sedimento. Já nos vãos entre os pilares, o escoamento adquire altas velocidades. Esse efeito, somado a falta de sedimento, retido a montante, aumentam as taxas de erosão a jusante da ponte. Como consequência dessas mudanças abruptas de velocidade e transporte de sedimento, o leito do rio torna-se irregular, apresentando grandes variações de profundidades. O presente trabalho tem por objetivo analisar os efeitos dos pilares da ponte Eurico Gaspar Dutra sobre a evolução morfológica do rio Paraguai. A área de estudo está localizada no trecho do Passo do Jacaré, distrito de Porto Esperança, no Estado do Mato Grosso do Sul, Brasil. Para essas análises avaliou-se a hidrodinâmica e o transporte de sedimento do rio, com o auxílio de dois modelos matemáticos bidimensionais integrados na vertical, o CCHE2D e o Delft3D. Ambos modelos permitem simulações de escoamentos com superfície livre, transporte de sedimento e processos morfológicos. A metodologia do trabalho seguiu trabalhos científicos que discutem evolução morfológica de fundo de rios sob influência de obstáculos, apesar das peculiares características do rio Paraguai. A comparação dos resultados gerados pelos modelos com a realidade, comprova que a presença da ponte altera os processos de transporte de sedimento, a montante e a jusante, e tem efeitos indesejáveis para a própria estrutura da ponte. A ausência de pilares faz com que o leito se modifique rapidamente para atingir um novo equilíbrio dinâmico, diminuindo as grandes variações de profundidade. Palavras-chaves: evolução morfológica, efeitos da ponte, transporte de sedimento. / Abstract: Sediment transport in water bodies can be influenced by several human activities, including the construction of a bridge over rivers with its piers inserted in water. These disturbances can modify the river dynamics, by changing the water flow rates and erosion/sedimentation patterns along to the channel, but mainly at the bridge surroundings. Constriction of piers decrease the velocities upstream and increase deposition sediment rates. The flow gets high speeds at the gaps between the piers. This effect, coupled with the lack of sediment trapped upstream, increase erosion rates downstream of the bridge. As result these velocities and sediment transport changes, river bed becomes irregular with large depths variations. This study aims to analyze the Eurico Gaspar Dutra bridge piers effects on the Paraguai river morphological evolution. The study area is stretch Passo do Jacaré, Porto Esperança district, in the Mato Grosso do Sul state, Brazil. The analyzes evaluated the river hydrodynamics and sediment transport with two-dimensional depth-integrated mathematical models, CCHE2D and Delft3D. Both models allow simulations of free surface flows, sediment transport and morphological processes. The study methodology followed papers that discuss river morphological evolution under barriers influences, despite peculiar characteristics of the Paraguai river. The comparison of the results generated by the models indicate that the bridge changes the sediment transport processes, upstream and dowstream, with undesirable effects on the structure of the bridge. Removal of the piers causes the bed to modify quickly to achieve a new dynamic equilibrium, reducing large depth variations. Key-words: morphological evolution, bridge effects, sediment transport.

No início do século XIX, com a Revolução Industrial, o aço passou a ser um material competitivo e utilizado na construção de pontes que, até então, eram de pedra ou madeira. Assim, surgiram as primeiras pontes ferroviárias vencendo grandes vãos, ou seja, estruturas metálicas tracionadas submetidas a milhões de ciclos de carga, condições ideais para a fadiga de alto ciclo. Muitas destas estruturas ainda estão em tráfego, com mais de 100 anos de serviço e submetidas a carregamentos crescentes. Dado este cenário, este trabalho objetiva caracterizar as pontes metálicas ferroviárias, determinando os materiais empregados, tipos estruturais adotados e cargas utilizadas. Além disso, através de uma revisão da teoria de fadiga em aços e dos procedimentos recomendados pelas principais normas de estruturas metálicas, realiza-se um estudo de caso real de uma ponte que apresentou falha por fadiga em suas longarinas. Para tal, modela-se numericamente a estrutura e realiza-se análise experimental da mesma, através de medições in situ, para a calibração do modelo. Após, aplica-se as metodologias apresentadas nas normas e na teoria, a fim de efetuar-se a verificação à fadiga desta estrutura determinando a vida residual de seus elementos. / In the beginning of century XIX, with the Industrial Revolution, the steel started to be a competitive and used material in the construction of bridges that, until then, were of rock or wood. Thus, first great railroad bridges being successful vain, or either, tensile steel structures submitted the millions of load cycles had appeared, ideal conditions for the fatigue of high cycle. Many of these structures still are in traffic, with more than 100 years of service and submitted increasing loads. Get this scene, this objective work to characterize the railroad steel bridges, determining the used materials, structural types adopted and used loads. Moreover, through a revision of the theory of fatigue in steel and of the procedures recommended for the main codes of steel structures, is become a study of real case of a bridge that presented damage for fatigue in its stringers. For such, becomes a numerical model of the structure and experimental analysis of the same one, through measurements in situ, for the calibration of the model. After, one applies the methodologies presented in the codes and the theory, in order to effect it verification to the fatigue of this structure determining the residual life of its elements.

A borracha estireno-butadieno (SBR) e as borrachas acrilonitrila - butadieno (NBR) com diferentes teores de acrilanitrila (15%, 28% e 45% em mol) foram modificadas corn 4 - fenil-1, 2, 4-triazolina-3,5-diona ( P T D ). As propriedades em solução - viscosidade intrínseca e cromatagráfica de permeação em gel - e a propriedade mecânica de tensão-deformação destes materiais foram estudadas antes e depois da adição de grupos polares, capazes de interagir via pontes de hidrogênio, à cadeia polimérica. A formação destes complexos de ligação de hidrogênio influenciam marcadamente essas propriedades. Para NBR, a variacão das propriedades depende da quantidade de acrilanitrila. Ligas de NBR/SBR modificadas e não modificadas foram obtidas e a compatibilidade dos componentes analisada através da temperatura de transição vítrea determinada por calorimetria de varredura diferencial. Houve uma melhora miscibilidade dos componentes com a modificação. As propriedades mecânicas (tensão-de-formação) destes sistemas foram estudadas em relação a variação da composição e grau de modificação das componentes em cada tipo de borracha nitrílica. Ligas de SBR/NBR modificadas e SBR modificada/NBR não modificada apresentaram propriedades mecânicas superiores a de sues componentes puros (sinergismo). / Styrene-butadiene rubber ( SBR ) and acrylonitrile-butadiene rubbers (NBR) with differents contents of acrylonitrile (15%, 28% and 45% mole) were modified with 4-phenyl-1,2,4-triazoline-3,5-dione (PTD). The solution properties - intrinsic viscosity and gel permeation chromatography - and the stress-strain properties of these materials were studied before and after the addition of polar groups to the polymer backbone. The hydrogen bond complexes formation, by these polar groups, influences strongly these properties. Modified and unmodified NBR/SBR blends were prepared and their degree of compatibility analyzed by Differential Scanning Calorimetry (glass transition temperature). It was observed an increase in the components miscibility upon modification. The stress strain properties of these systems were studied in relation to the composition variation and degree of modification of the components for each type of nitrile rubber. As a consequence of the hydrogen bonding formation, NBR/SBR modified and NBR unmodified/SBR modified blends showed superior stress-strain properties as compared to either of the modified components (synergism).

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2017. / Submitted by Raquel Almeida (raquel.df13@gmail.com) on 2017-10-31T18:19:01Z No. of bitstreams: 1 2017_SávioTorresMelo.pdf: 7178483 bytes, checksum: abc440016e234b1c2e27ba80dfa7476c (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2017-12-01T20:10:03Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_SávioTorresMelo.pdf: 7178483 bytes, checksum: abc440016e234b1c2e27ba80dfa7476c (MD5) / Made available in DSpace on 2017-12-01T20:10:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_SávioTorresMelo.pdf: 7178483 bytes, checksum: abc440016e234b1c2e27ba80dfa7476c (MD5) Previous issue date: 2017-12-01 / O estudo referente aos pilares de pontes se torna valoroso, primeiramente pelas limitações existentes diante das normas brasileiras e pelo fato da pequena quantidade de pesquisas relacionadas a este assunto, tornando uma necessidade conhecer o comportamento desses sistemas estruturais, com o propósito de acrescentar informações para melhorar a análise. No Brasil, os estudos relacionados às pontes são mais frequentes com a superestrutura, porém são nas mesoestruturas que estão localizados os pilares, onde estes transmitem toda carga da superestrutura à sua fundação, causando, durante esta transmissão, o surgimento de efeitos de segunda ordem que, em pilares de grandes alturas com geometrias diferenciadas influenciam na flambagem. Diante disso, este trabalho busca, por meio de uma análise analítica (através das normas) e numérica (com o uso do software ABAQUS), realizar uma verificação da utilização de pilares com arranjo simples em um modelo com arranjo múltiplo, destacando toda a análise do pilar desde a sua esbeltez até o seu deslocamento horizontal final. Para isso, foram realizadas comparações entre as seções em análise (quadrada e circular), sendo arranjos simples e/ou múltiplos e, por fim, os métodos utilizados (analítico e numérico) a fim de observar a precisão perante os riscos de construção deste tipo de estrutura. De maneira geral, os resultados numéricos encontrados mostraram convergência com os obtidos analiticamente validando a utilização de arranjos simples. / The study of bridge pillars becomes valuable, firstly due to the existing limitations of brazilian standards and the small amount of research related to this subject, making it necessary to know the behavior of these structural systems, with the purpose of adding information to improve the analysis. In Brazil, studies related to the bridges are more frequent with the superstructure, but it is in the mesostructures that are located the pillars, where they transmit all load of the superstructure to its foundation, causing, during this transmission, the appearance of effects of second order that in pillars of great heights with differentiated geometries, influence in the buckling. Therefore, this research seeks to verify the use of columns with simple arrangement in a multiple arrangement model, by an analytical (using the norms) and numerical (using ABAQUS software) analysis, highlighting the entire analysis of the pillar from its slenderness to its final horizontal displacement. For this, comparisons were made between the sections under analysis (square and circular), real cases, simple and / or multiple arrangements and, finally, the methods used (analytical and numerical) to observe the risk Construction of this type of structure. In general, the numerical results found showed convergence with those obtained analytically validating the use of simple arrangements.

Submitted by Fatima Fonseca (fatima.fonseca@sibi.ufrj.br) on 2017-06-27T13:18:21Z No. of bitstreams: 1 129301.pdf: 2223038 bytes, checksum: 852e4b9eb855cb6235303b0160daf693 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-27T13:18:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 129301.pdf: 2223038 bytes, checksum: 852e4b9eb855cb6235303b0160daf693 (MD5) Previous issue date: 1972-05 / Este trabalho trata da aplicação do método da ruptura ao dimensionamento de lajes de pontes. Estudamos, apenas, o efeito do veículo pesado de seis rodas. Ensaiamos cinco modelos, sendo três de lajes isoladas simplesmente apoiadas nos quatro lados e duas lajes contínuas. Tais modelos foram previamente dimensionados atendendo aos esforços calculados pelas fórmulas obtidas pelo Prof. Polillo, imaginando configurações retilíneas de ruptura. Comparamos os resultados do ensaio com os valores dos métodos elásticos clássicos e com os valores do método de ruptura e concluímos pela aplicação das configurações retilíneas de ruptura, que além da segurança comprovada em todos os ensaios são mais econômicos. / This work refers to the application of rupture method on designing of bridge slabs. We have studied only the effect of the heavy vehicle of six wheels. We have tested 5 models, being 3 separeted and just supported by the 4 sides, and 2 continuous slabs that have been previously dimensioned, according to the calculated results by numbers obtained by Prof. Polillo, working with straight configurations of rupture. We have compared the test results with that of elastic classic methods and with numbers of rupture method. We have concluded, in all of our tests, by the use of the rupture method (straight configurations) that, besides its comproved safety, it is the more economical.

Submitted by Fatima Fonseca (fatima.fonseca@sibi.ufrj.br) on 2017-10-10T16:43:17Z No. of bitstreams: 1 153668.pdf: 5472220 bytes, checksum: b76d5e6e6d99e39dafeb60a0baf48919 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-10-10T16:43:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 153668.pdf: 5472220 bytes, checksum: b76d5e6e6d99e39dafeb60a0baf48919 (MD5) Previous issue date: 1980-08 / O objetivo deste trabalho é o cálculo automático de vigas principais não solidárias com os pilares em pontes de eixo curvo. O programa automático desenvolvido permite a análise de pontes, cuja curvatura em planta e variação de seção transversal sejam quaisquer. Inicialmente, faz-se uma descrição sucinta das pontes em geral e desenvolvem-se os conceitos teóricos utilizados neste trabalho, apresentando-se por fim alguns exemplos práticos e a listagem da programação em linguagem FORTRAN. / The purpose of this study is the automatic analysis of principal beams of the curved bridges, considering them isolatad from the columns. The computer program developed allows the analysis of bridges with any variation in curvature and cross section. At first, a brief description of bridges and the development of the thaoretical concepts involved are presented, after that, some practical examples and the computer program in FORTRAN language are given.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:22:55Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2012-12-12Bitstream added on 2014-06-13T19:28:25Z : No. of bitstreams: 1 santos_cs_me_sjrp.pdf: 552100 bytes, checksum: f36071b6e9b08447362e3602860578f9 (MD5) / O efeito de confinamento quântico é proposto neste trabalho como a causa do deslocamento do espectro vibracional de grupos moleculares sob a formação de ligação de hidrogênio. Essa ligação deve impor uma barreira ao hidrogênio e impedir que ele tenha liberdade no seu movimento oscilatório. O objetivo é estudar as transições vibracionais dos grupos moleculares NH e OH quando estão livres (sem a formação da ligação de hidrogênio) e quando estão confinados (sob a formação da ligação de hidrogênio). As vibrações dos grupos unidos por ligações de hidrogênio têm caráter altamente direcional, portanto utiliza-se o potencial de Morse unidimensional para descrever os sistemas estudados. As autoenergias são obtidas via método variacional. As autofunções utilizadas nesse método são obtidas por meio da Mecânica Quântica Supersimétrica (MQS). Para chegar à energia emitida/absorvida pelo grupo, calcula-se a energia do estado fundamental (n=0) e de estados excitados (n=1, para NH e OH, e n=2, para o OH). A diferença entre os níveis fornece a energia cedida/recebida pelo grupo. Os resultados do caso livre e do caso confinado são comparados entre si e posteriormente com os dados experimentais. A partir dos resultados obtidos pode-se inferir que o confinamento quântico é suficiente para descrever o deslocamento do espectro observado / The quantum confinement is proposed to describe the displacement of the vibrational spectrum of molecular groups in hydrogen bond. The specifically main point of this work is to study the vibrational transitions of molecular NH and OH groups when they are free (without the formation of hydrogen bonding) and when they are confined (when there is formation of hydrogen bonding). The one-dimensional Morse potential is used to describe the systems studied. The energy eingenvalues are obtained via variational method. The trial eigenfunctions used are obtained by of supersymmetric quantum mechanics (MQS) formalism. The energy emitted/absorbed is obtained by calculating the energy of the ground state (n = 0) and the excited states (n = 1 to NH and OH and n = 2 for OH). The difference between levels provides the energy emitted/absorbed by a specific group. The results of free case and confined case are compared with the experimental data. From the results obtained it can be inferred that the quantum confinement is sufficient to describe the shift of the spectrum

Orientador: Elso Drigo Filho / Banca: Sérgio Emanuel Galembeck / Banca: Paulo Henrique Alves Guimarães / Resumo: O efeito de confinamento quântico é proposto neste trabalho como a causa do deslocamento do espectro vibracional de grupos moleculares sob a formação de ligação de hidrogênio. Essa ligação deve impor uma barreira ao hidrogênio e impedir que ele tenha liberdade no seu movimento oscilatório. O objetivo é estudar as transições vibracionais dos grupos moleculares NH e OH quando estão livres (sem a formação da ligação de hidrogênio) e quando estão confinados (sob a formação da ligação de hidrogênio). As vibrações dos grupos unidos por ligações de hidrogênio têm caráter altamente direcional, portanto utiliza-se o potencial de Morse unidimensional para descrever os sistemas estudados. As autoenergias são obtidas via método variacional. As autofunções utilizadas nesse método são obtidas por meio da Mecânica Quântica Supersimétrica (MQS). Para chegar à energia emitida/absorvida pelo grupo, calcula-se a energia do estado fundamental (n=0) e de estados excitados (n=1, para NH e OH, e n=2, para o OH). A diferença entre os níveis fornece a energia cedida/recebida pelo grupo. Os resultados do caso livre e do caso confinado são comparados entre si e posteriormente com os dados experimentais. A partir dos resultados obtidos pode-se inferir que o confinamento quântico é suficiente para descrever o deslocamento do espectro observado / Abstract: The quantum confinement is proposed to describe the displacement of the vibrational spectrum of molecular groups in hydrogen bond. The specifically main point of this work is to study the vibrational transitions of molecular NH and OH groups when they are free (without the formation of hydrogen bonding) and when they are confined (when there is formation of hydrogen bonding). The one-dimensional Morse potential is used to describe the systems studied. The energy eingenvalues are obtained via variational method. The trial eigenfunctions used are obtained by of supersymmetric quantum mechanics (MQS) formalism. The energy emitted/absorbed is obtained by calculating the energy of the ground state (n = 0) and the excited states (n = 1 to NH and OH and n = 2 for OH). The difference between levels provides the energy emitted/absorbed by a specific group. The results of free case and confined case are compared with the experimental data. From the results obtained it can be inferred that the quantum confinement is sufficient to describe the shift of the spectrum / Mestre

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2014. / Submitted by Ana Cristina Barbosa da Silva (annabds@hotmail.com) on 2014-12-04T11:56:58Z No. of bitstreams: 1 2014_ElizaCristinaPaivaMarcos (1).pdf: 3093688 bytes, checksum: 85520412571f0886753453d46dc59c5c (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2014-12-18T15:52:08Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_ElizaCristinaPaivaMarcos (1).pdf: 3093688 bytes, checksum: 85520412571f0886753453d46dc59c5c (MD5) / Made available in DSpace on 2014-12-18T15:52:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_ElizaCristinaPaivaMarcos (1).pdf: 3093688 bytes, checksum: 85520412571f0886753453d46dc59c5c (MD5) / Este trabalho apresenta a modelagem dinâmica de uma ponte rolante de três graus de liberdade, considerando a presença de arrasto aerodinâmico causado por ventos. Dois tipos de controle são utilizados: um baseado em linearização por realimentação dinâmica de estados via extensão dinâmica, e outro, em controle hierárquico. O sistema de realimentação dinâmica baseia-se na propriedade de planicidade diferencial (Flatness) do modelo dinâmico da ponte rolante. Já o controlador hierárquico baseia-se em sistemas singularmente perturbados e separa o sistema em duas escalas de tempo. Demonstra-se que em sistemas com planicidade diferencial (Flat Systems), todas as variáveis podem ser apresentadas em função de suas chamadas saídas planas (flat outputs) e de um número finito de derivadas no tempo das mesmas saídas. Com o planejamento da trajetória destas, é possível planejar todas as variáveis do sistema. Simulações comparativas são apresentadas, incluindo diferentes condições de carregamento, arrasto aerodinâmico e tempo de transporte. _______________________________________________________________________________________ ABSTRACT / This work presents the dynamic modeling of a three degree-of-freedom overhead crane considering the presence of aerodynamic drag force caused by winds. Two types of control are used, one based on dynamic state feedback linearization through dynamic extension, and another based on hierarchical control. On one hand, the dynamic feedback system is based on the Flatness property of the overhead crane. On the other hand, the hierarchical controller is based on singularly perturbed systems and it separates the system into two time scales. It is shown that in differentially flat systems, all variables can be presented according to their flat outputs and according to a finite number of their time derivatives. By planning the trajectory of these outputs, all system variables can also be planned. Comparative simulations are presented, including different conditions for loading, aerodynamic drag force and travelling time.

Pontes são estruturas denominadas obras de arte ou obras especiais, utilizadas em rotas e vias de comunicação, possibilitando que veículos atravessem obstáculos naturais ou artificiais como, por exemplo, rios. Tais estruturas são calculadas e construídas considerando os esforços aos quais serão submetidas em serviço e sua distribuição na estrutura. Além disso, também existe a necessidade de se avaliar as frequências naturais de vibração para garantir a segurança das mesmas. No presente trabalho são analisados alguns problemas relacionados às vibrações de pontes e viadutos em grelha, resultantes das variações de rigidez e massa nessas estruturas. Essa análise foi feita considerando-se que vibrações excessivas não condizem com o conforto humano e durabilidade da ponte. Ademais, para a estrutura é interessante fugir do efeito de ressonância, que acontece quando a frequência de excitação coincide com uma das frequências naturais de oscilação do sistema. Essa condição faz o sistema vibrar em amplitudes cada vez maiores, podendo causar inclusive a ruína. Para estudar formas de sair de uma frequência natural não amortecida indesejada, foi realizada uma pesquisa paramétrica das características dinâmicas deste tipo de estrutura, modificando parâmetros como rigidez (pela distribuição de longarinas e de transversinas), massa (devido à alteração das dimensões) e danos estruturais causados durante a vida útil da estrutura. Com intuito de estudar diversos modelos, foram adotadas três diferentes situações de projeto: superestrutura com variadas alturas de longarinas e transversinas, da qual foi possível concluir que a altura da longarina tem mais impacto na frequência natural não amortecida da estrutura que a transversina; pequenos defeitos ou danos na estrutura e o efeito de uma longarina rompida para os quais foram comparadas suas frequências naturais não amortecidas. As análises foram realizadas pelo Método dos Elementos Finitos, utilizando-se o programa comercial SAP2000. / Bridges are structures sometimes referred as works of art or special works, used on routes and roads that allow vehicles to cross natural or artificial obstacles, such as rivers. Such structures are calculated and constructed considering the efforts to which they will be submitted in service and their distribution in the structure. In addition, there is also a need to evaluate the natural frequencies of vibration to ensure their safety. In the present study some effects were analyzed related to the vibrations of grid bridges and viaducts resulting from changes in stiffness and mass in these structures. This analysis was made considering that excessive vibrations are not consistent with human comfort and bridge durability. For the structure, it is interesting to stay away from the resonance effect, which occurs when the excitation frequency matches one of the natural frequencies of oscillation of the system. This leads to oscillation with increasing amplitudes which may cause even the ruin. In order to study several models, three different design situations were adopted: superstructure with varying heights of beams and crossbeams, from which it was possible to conclude that the height of the beams has more impact on the undamped natural frequency of the structure than the crossbeams; small defects or damage to the structure and the effect of a ruptured beam for which its undamped natural frequencies were compared. The analysis were performed using the Finite Element Method, using the SAP2000 commercial program.