No contexto da modernização da construção civil, a aplicação de elementos estruturais de concreto pré-moldado nas construções oferece comprovados benefícios à estratégia de execução das obras, dentre os quais se destacam o atendimento a vãos relativamente grandes, rapidez de montagem, leveza e excelente qualidade dos elementos que compõem a estrutura. Tratando-se especialmente do comportamento dinâmico das estruturas de concreto, os elementos pré-moldados, por apresentarem diversas situações transitórias de solicitação, devem ser avaliados quanto aos efeitos dinâmicos decorrentes da sua produção, transporte, montagem, execução das ligações, finalização da obra e uso. Considerando, nesse contexto, que a protensão é um recurso frequentemente utilizado nos elementos, evidencia-se a necessidade de estudos sobre a sua influência nos parâmetros dinâmicos. Em particular, elementos pré-fabricados protendidos, tais como painéis tipo duplo-T e lajes alveolares, têm sido muito utilizados em pisos de edifícios, todavia e não raras vezes sem uma prévia análise dinâmica quanto à vibração e ao atendimento aos limites de vibração em serviço. O presente trabalho apresenta uma síntese dos procedimentos de cálculo e verificação indicados por normas técnicas do Brasil e do Exterior para a avaliação do conforto humano quanto a vibrações excessivas, assim como os métodos analíticos empregados na determinação da frequência natural de um elemento estrutural, seja ele protendido ou não. Efetuou-se um estudo comparativo dos resultados analíticos com os de uma simulação numérica de painéis duplo-T e lajes alveolares, feita com programa computacional ANSYS, baseado no Método dos Elementos Finitos, sendo eles discutidos quanto ao Estado Limite de Vibrações Excessivas (ELS-VE). Este trabalho apresenta também um estudo experimental sobre um modelo físico de viga de concreto protendido com cabos externos, com o objetivo de demonstrar a aplicação de técnicas de caracterização dos parâmetros dinâmicos e discutir eventuais soluções para o controle ou atenuação de vibrações excessivas. Essa viga foi também analisada numericamente com o programa computacional ANSYS e feita a comparação dos resultados experimentais e numéricos. Conclui-se que, do ponto de vista do ELS-VE, os painéis duplo-T e lajes alveolares particularmente analisados são passíveis de restrições a partir de certos vãos e que, sob determinadas condições ora discutidas, o emprego de tirantes externos, protendidos ou não, podem ser aplicados no controle de vibrações, seja por aumento da rigidez do sistema viga-tirante, seja pelo controle da fissuração do concreto. / In the context of construction modernization, the application of precast concrete elements offers a good and reliable alternative in the construction strategy, among them large spans, fast assembly, lightweightness and excellent structural members quality. Dealing about dynamic behavior of concrete structures, precast elements are subjected to several loading conditions, from their manufacturing, transport, assembly, connection and finally to service. Prestressing technique is often applied in precast elements, so the influence of prestressing forces on dynamic parameters must be considered. Precast prestressed concrete elements, such as double-T panels and hollow core slabs are commonly used in building floors, but not always a previous dynamic evaluation is accomplished, so vibration problems are likely to occur. This work presents a synthesis of design procedures as recommended by the brazilian and foreign codes regarding to human comfort under vibration conditions. Analytical methods allow the determination of natural frequency of structural elements, being them prestressed or not. Also typical double-T panels and hollow core slabs were analyzed by Finite Element Method (ANSYS software) and analytical and numerical results were compared. A discussion of the results about the Service Vibration Limit State is made. This work also presents an experimental study on a reinforced concrete beam provided with external prestressing tendons. The goal of this study was to demonstrate dynamic tests to characterize dynamic parameters and to discuss vibration control. The tested beam was also simulated on ANSYS to compare theoretical and experimental results. Some conclusions has been drawn, such as typical double-T panels and hollow core slabs may suffer restrictions above certain span dimensions. Also the application of external tendons, with or without prestressing forces may be applied to reduce vibration levels, either by increasing stiffness of the structure or controlling cracking of the concrete beam.

Esse trabalho trata do problema de interação dinâmica entre veículos de carga e estruturas de pontes rodoviárias, incluindo o aprimoramento de um modelo veicular de oito graus de liberdade usualmente utilizado na modelagem de veículos classe 3C, introduzindo o nono grau de liberdade, referente à rotação em torno de seu eixo longitudinal ou movimento roll. Foram calculados os carregamentos provenientes do veículo modelado sobre pavimento inicialmente indeslocável, com perfis iguais ou distintos de rugosidade e diferentes sob cada linha de pneus, assim como a participação da energia modal do veículo para cada caso. Tais carregamentos foram condensados estaticamente e aplicados em modelo estrutural simplificado (unifilar) de uma ponte em seção celular, visando a identificar as flutuações dos esforços de torção provenientes da diferença de perfil de rugosidade sob cada linha de pneus do veículo estudado. Ainda foram confrontados resultados para duas situações de tráfego, sendo a primeira para veículo isolado trafegando sobre estrutura e a segunda para um comboio de veículos. Também, verificou a aproximação implícita na adoção de pavimento indeslocável para a obtenção dos esforços da interação veículo-pavimento, utilizando um método iterativo até que se garantisse convergência para os deslocamentos. / This work is concerned with the problem of dynamic interaction between heavy vehicles and bridges structures and also with the improvement of an eight-degree-of-freedom model of a 3C class vehicle, by introducing the ninth degree of freedom referring to the rotation about the vehicle longitudinal axis, or roll movement. The loads applied by the vehicle to the bridge deck were evaluated, assuming initially a rigid structure under the pavement, for both equal and distinct roughness profiles under each tire line, as well as the vehicle modal energy participation for each case. Such loads were statically condensed and applied to a simplified (unifilar) structural model of a girder box bridge, aiming at estimating the fluctuation of the torsion moments due to the differences in the roughness profiles under each tire line. The differences in the dynamic response were evaluated considering two traffic situations, namely a single vehicle or an ensemble of vehicles moving along the bridge. It was further checked the approximation implied in the assumption of a rigid structure under the pavement for the evaluation of the vehicle-structure interaction loads, by means of an iterative procedure until convergence was obtained for the displacements. Besides, it was compared the dynamic responses considering two different traffic situations. The first situation is a unique vehicle moving on a bridge whereas the second is a train of vehicle moving on the bridge. Ahead, it was verified the error in adopt the hypothesis of unmoved pavement in the vehicles model to obtain iteration forces pavement-vehicle, using an iterative methodology to rebuild the original vehicles displacement.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2018. / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES). / O avanço da tecnologia e os diversos estudos sobre os novos materiais utilizados na construção civil possibilitaram a construção de estruturas mais leves, esbeltas, menos rígidas e com menos amortecimento. Com isso, as estruturas têm apresentado frequências naturais cada vez mais baixas, devido à maior flexibilidade da estrutura, ficando mais próximas da faixa de frequência do carregamento induzido por atividades humanas. Diante disso, o presente trabalho tem como objetivo estudar, através de análises numéricas com auxílio do software Ansys, um sistema de controle estrutural baseado no uso de materiais viscoelásticos, na configuração de estrutura sanduíche, em lajes de piso submetidas a carregamento oriundo de atividades dinâmicas como pular. A estrutura analisada numericamente foi uma plataforma de ensaios dinâmicos desenvolvida e ensaiada experimentalmente no laboratório de estruturas da Universidade de Brasília. Esta plataforma apresenta, propositalmente, vibrações verticais excessivas quando é excitada com carregamentos provenientes de atividades humanas devido à sua reduzida rigidez à flexão. Primeiramente, foram realizados por Campuzano (2016), ensaios experimentais com atividades humanas com um Amortecedor de Massa Sintonizado (AMS) acoplado nela. Esses ensaios foram realizados com a intenção de avaliar o desempenho do AMS. Neste trabalho foi utilizado um tipo de material viscoelástico, com diferentes espessuras, como alternativa para a redução das acelerações induzidas. Primeiramente a estrutura foi analisada sem controle e posteriormente com adição da camada do material viscoelástico de diferentes espessuras. Os resultados mostraram que o material viscoelástico utilizado é uma boa alternativa para redução das vibrações causadas por atividades humanas. / The advancement of technology and the various studies on the new materials used in construction have made it possible to construct lighter, thinner, less rigid structures with less cushioning. Thus, the structures have presented lower and lower natural frequencies, due to the greater flexibility of the structure, being closer to the frequency range of the load induced by human activities. Therefore, the present work aims to study, through numerical analysis with the help of Ansys software, a structural control system based on the use of viscoelastic materials, in the configuration of sandwich structure, in floor slabs submitted to loading from activities dynamics such as skipping. The structure analyzed numerically was a platform of dynamic tests developed and tested experimentally in the laboratory of structures of the University of Brasília. This platform intentionally exhibits excessive vertical vibrations when it is excited with loading from human activities because of its low flexural stiffness. Firstly, experiments with human activities were carried out by Campuzano (2016) with a Tuned Mass Damper (AMS) coupled to it. These tests were performed with the intention of evaluating the performance of AMS. In this work, a type of viscoelastic material with different thicknesses was used as an alternative for the reduction of the induced accelerations. First the structure was analyzed without control and later with addition of the layer of viscoelastic material of different thicknesses. The results showed that the viscoelastic material used is a good alternative for the reduction of vibrations in the structure.

Este trabalho apresenta um procedimento para a análise dinâmica da frenagem total de emergência de um veículo de dois eixos (4x2), considerando os efeitos do aumento da temperatura no sistema de freios. Um protótipo de ônibus urbano equipado com freios a disco foi utilizado nos ensaios em perímetro urbano e em pista de teste da TRW Automotive em Limeira- SP. O sistema de freios do veículo protótipo foi instrumentado com termopares em diversos de seus componentes, com sensores de velocidade e pressão, percorrendo um perímetro típico urbano com trânsito intenso na cidade de São Paulo. Os pontos críticos de aquecimento foram observados bem como sua tendência de aumento de temperatura no tempo. Paralelamente ao teste em perímetro urbano foi realizado um teste padrão de \"fade\" na pista da TRW Automotive, estendendo o ciclo de frenagens até se observar o aumento e estabilização da temperatura do sistema de freios. Simultaneamente aos testes de pista foi realizado um teste em dinamômetro inercial na Fras-Le, em Caxias do Sul- RS, para se obter a variação do fator de freio com a variação da temperatura do sistema de freios. Parte de um programa computacional em Matlab, que simula computacionalmente o veículo freando, foi desenvolvido, considerando os efeitos da temperatura do sistema de freios, durante frenagens totais de emergência, partindo de diferentes velocidades iniciais de frenagem. O sistema de freios em estudo mostrou-se capaz de simular a frenagem de um veículo em emergência mesmo estando em altas temperaturas, observadas no perímetro urbano. / One procedure for vehicle dynamics analysis during total emergency braking in a two axles vehicle (4x2) was showed. For this procedure the effect of increasing temperature in the brake system was considered. A bus (prototype) equipped with disc brake was used in two practical test when the bus go through: a urban rout (São Paulo city) an a TRW\'s test lane (Limeira-SP). Thermocouples were installed in several parts of the brake system as well as velocity and pressure sensors. Acquisitions of date were made during the intensive traffic of São Paulo city. Critical temperature points were observed as well as the raise temperature tendency with the time. Tests in an inertial dynamometer were also performed in Fras-Le company (Caxias do Sul- RS) to get the brake factor variation related to temperature variation of the brake system. Simulation using MatLab program to study the vehicle performance during braking was developed. In this simulation the effect of brake system temperature was considered. Two main conclusions could be obtained: MatLab model is a useful tool to study emergency braking considering the variation of brake system and the brake system studied was able to stop the vehicle in a emergency braking even under high temperature.

Orientador: Gilberto Pechoto de Melo / Resumo: Monitorar a integridade de estruturas, sejam elas, máquinas ou equipamentos mecânicos, consiste em um ramo de estudo que está se firmando. As técnicas que englobam esse monitoramento fazem uso da combinação de sensores e rotinas computacionais para pode extrair os dados necessários da maneira que o operador/analista desejar. Uma das áreas carentes desse tipo de análise/controle é a de distribuição de energia. Todos os anos são noticiados casos envolvendo acidentes envolvendo torres de transmissão que vêm ao chão por, não um, mas vários fatores. Em meio as técnicas de monitoramento, a dos observadores de estado é a que se destaca mais. Contudo, apesar do destaque, a técnica dos observadores de estado possui restrições que motivam novas abordagens. Outro método numérico utilizado amplamente na área de análises em engenharia é o Método dos Elementos Finitos. Este conhecido método, que já possui base mais sólida de desenvolvimento, atualmente faz uso de softwares para a realização dos cálculos de análise estática e/ou dinâmica. O presente trabalho, em conjunto com os observadores de estado e o método dos elementos finitos, mostra uma abordagem, ainda que simples, de uma área pouco explorada com o método – a de detecção e localização de falhas em torres de transmissão via observadores de estados aliado ao método dos elementos finitos. / Mestre

Este trabalho apresenta um procedimento para a análise dinâmica da frenagem total de emergência de um veículo de dois eixos (4x2), considerando os efeitos do aumento da temperatura no sistema de freios. Um protótipo de ônibus urbano equipado com freios a disco foi utilizado nos ensaios em perímetro urbano e em pista de teste da TRW Automotive em Limeira- SP. O sistema de freios do veículo protótipo foi instrumentado com termopares em diversos de seus componentes, com sensores de velocidade e pressão, percorrendo um perímetro típico urbano com trânsito intenso na cidade de São Paulo. Os pontos críticos de aquecimento foram observados bem como sua tendência de aumento de temperatura no tempo. Paralelamente ao teste em perímetro urbano foi realizado um teste padrão de \"fade\" na pista da TRW Automotive, estendendo o ciclo de frenagens até se observar o aumento e estabilização da temperatura do sistema de freios. Simultaneamente aos testes de pista foi realizado um teste em dinamômetro inercial na Fras-Le, em Caxias do Sul- RS, para se obter a variação do fator de freio com a variação da temperatura do sistema de freios. Parte de um programa computacional em Matlab, que simula computacionalmente o veículo freando, foi desenvolvido, considerando os efeitos da temperatura do sistema de freios, durante frenagens totais de emergência, partindo de diferentes velocidades iniciais de frenagem. O sistema de freios em estudo mostrou-se capaz de simular a frenagem de um veículo em emergência mesmo estando em altas temperaturas, observadas no perímetro urbano. / One procedure for vehicle dynamics analysis during total emergency braking in a two axles vehicle (4x2) was showed. For this procedure the effect of increasing temperature in the brake system was considered. A bus (prototype) equipped with disc brake was used in two practical test when the bus go through: a urban rout (São Paulo city) an a TRW\'s test lane (Limeira-SP). Thermocouples were installed in several parts of the brake system as well as velocity and pressure sensors. Acquisitions of date were made during the intensive traffic of São Paulo city. Critical temperature points were observed as well as the raise temperature tendency with the time. Tests in an inertial dynamometer were also performed in Fras-Le company (Caxias do Sul- RS) to get the brake factor variation related to temperature variation of the brake system. Simulation using MatLab program to study the vehicle performance during braking was developed. In this simulation the effect of brake system temperature was considered. Two main conclusions could be obtained: MatLab model is a useful tool to study emergency braking considering the variation of brake system and the brake system studied was able to stop the vehicle in a emergency braking even under high temperature.

O desempenho de um software depende das múltiplas otimizações no código realizadas por compiladores modernos para a remoção de computação redundante. A identificação de computação redundante é, em geral, indecidível em tempo de compilação, e impede a obtenção de um caso ideal de referência para a medição do potencial inexplorado de remoção de redundâncias remanescentes e para a avaliação da eficácia de otimização do código. Este trabalho apresenta um conjunto de métodos para a análise da efetividade de otimização de código através da observação do conjunto completo de instruções dinamicamente executadas e referências à memória na execução completa de um programa. Isso é feito por meio do desenvolvimento de um algoritmo de value numbering dinâmico e sua aplicação conforme as instruções vão sendo executadas. Este método reduz a análise interprocedural à análise de um grande bloco básico e detecta operações redundantes de memória e operações escalares que são visíveis apenas em tempo de execução. Desta forma, o trabalho estende a análise de reuso de instruções e oferece tanto uma aproximação mais exata do limite superior de otimização explorável dentro de um programa, quanto um ponto de referência para avaliar a eficácia de uma otimização. O método também provê uma visão clara de hotspots de redundância não explorados e uma medida de localidade de valor dentro da execução completa de um programa. Um modelo que implementa o método e integra-o a um simulador completo de sistema baseado em Power ISA 64-bits (versão 2.06) é desenvolvido. Um estudo de caso apresenta os resultados da aplicação deste método em relação a executáveis de um benchmark representativo (SPECInt2006) criados para cada nível de otimização do compilador GNU C/ C++. A análise proposta produz uma avaliação prática de eficácia da otimização de código que revela uma quantidade significativa de redundâncias remanescentes inexploradas, mesmo quando o maior nível de otimização disponível é usado. Fontes de ineficiência são identificadas através da avaliação de hotspots e de localidade de valor. Estas informações revelam-se úteis para o ajuste do compilador e da aplicação. O trabalho ainda apresenta um mecanismo eficiente para explorar o suporte de hardware na eliminação de redundâncias. / Software performance relies on multiple optimization techniques applied by modern compilers to remove redundant computation. The identification of redundant computation is in general undecidable at compile-time and prevents one from obtaining an ideal reference for the measurement of the remaining unexploited potential of redundancy removal and for the evaluation of code optimization effectiveness. This work presents a methodology for optimization effectiveness analysis by observing the complete dynamic stream of executed instructions and memory references in the whole program execution, and by developing and applying a dynamic value numbering algorithm as instructions are executed. This method reduces the interprocedural analysis to the analysis of a large basic block and detects redundant memory and scalar operations that are visible only at run-time. This way, the work extends the instruction-reuse analysis and provides both a more accurate approximation of the upper bound of exploitable optimization in the program and a reference point to evaluate optimization effectiveness. The method also generates a clear picture of unexploited redundancy hotspots and a measure of value locality in the whole application execution. A framework that implements the method and integrates it with a full-system simulator based on Power ISA 64-bit (version 2.06) is developed. A case study presents the results of applying this method to representative benchmark (SPECInt 2006) executables generated by various compiler optimization levels of GNU C/C++ Compiler. The proposed analysis yields a practical analysis that reveals a significant amount of remaining unexploited redundancies present even when using the highest optimization level available. Sources of inefficiency are identified with an evaluation of hotspot and value locality, an information that is useful for compilers and application-tuning softwares. The thesis also shows an efficient mechanism to explore hardware-support for redundancy elimination.

A inferência de estratégias ofensivas em esportes coletivos pode ser realizada a partir da análise dos padrões de jogo observados durante a disputa. Para que isso ocorra, há a necessidade da formalização de classes de comportamentos específicos para a modalidade de forma a discriminar perfis de jogo com base na identificação das ações mais recorrentes. No basquetebol as ações são encadeadas ao longo da posse de bola, sendo que os diferentes tipos de sequências de ações contêm características que os diferenciam e podem influenciar diretamente no desfecho do ataque. Nesse trabalho foi apresentada uma proposta contendo diferentes possibilidades de sequenciamento de dinâmicas ofensivas baseadas em um modelo teórico descrito na literatura. Os procedimentos de validação do sequenciamento de dinâmicas ofensivas e os testes de reprodutibilidade e objetividade realizados junto a técnicos de basquetebol apresentaram valores elevados demonstrando a consistência dos critérios para a elaboração de 27 tipos de concatenações dependentes (Qui-quadrado >0,78). Além disso, a estrutura desenvolvida foi concluída através da aplicação do constructo a jogos de basquetebol da liga profissional Americana (NBA) (28 partidas, dentre as quais 10 partidas do confronto entre Spurs x Thunder, 10 partidas referentes ao confronto entre Heat e Pacers e 8 partidas da disputa envolvendo Heat e Spurs, sendo analisados ambos os ataques em cada confronto, válidos pela temporada regular e na fase de playoffs). Os resultados gerados a partir da análise foram apresentados através de árvores de decisão e grafos de modo a facilitar a visualização dos comportamentos identificados. A árvore de decisão apresentou as ações na sequência exata em que ocorreram nas posses de bola, enquanto os grafos mostraram os encadeamentos mais recorrentes entre duas dinâmicas ofensivas. Assim ambas as técnicas se mostraram complementares e auxiliaram na observação e análise dos perfis de jogo de cada equipe e na realização de inferências acerca de sua estratégia ofensiva. A formalização dos tipos de sequenciamento de ações ofensivas pode auxiliar treinadores e profissionais do basquetebol no desenho de estratégias, análise dos padrões de suas equipes e adversários e estruturação de sessões de treinamento que considerem os comportamentos ofensivos de modo dinâmico e contextualizado dentro de um encadeamento lógico de ações de jogo / The inference of offensive strategy in team sports can be performed through the analysis of game patterns observed during the games. To achieve such a goal, formal classes of behavior have to be developed for each sport to discriminate the most recurrent offensive actions. In basketball, the game actions are usually linked along a ball possession and different types of sequences of actions contain features that differentiate then and can directly influence the offense outcome. In this study a proposal containing different possibilities of offensive dynamic sequencing based on a theoretical model described in the literature was presented. Validation procedures of sequencing offensive dynamics and reliability and objectivity tests performed with basketball coaches presented high score demonstrating the consistency of the developed criteria and resulting in the creation of 27 types of dependent concatenations (Chi-square >0,78). In addition, the developed structure was completed by applying the construct in professional basketball games of National Basketball Association (NBA) (28 games, of which 10 matches related to the dispute between Spurs vs Thunder, 10 matches between Heat and Pacers and 8 matches from the dispute involving Heat and Spurs, being analyzed both attacks on each match, valid for regular season and playoffs). The results from the data analysis were presented by decision trees and graphs to facilitate the visualization of the identified behaviors. Decision trees presented the offensive actions in the exact sequence in which they occurred in ball possessions while the graphs showed the most recurrent concatenation between two offensive dynamics. Both techniques showed to be complementary and allowed the observation and analysis of game profiles of each team and to make inferences about offensive strategy. The formalization of types os sequencing of offensive actions can help coaches and basketball professionals to design game strategies, to analyse offensive patterns from their teams and the opponets and to structuring sessions of practice that consider offensive behaviors in a dynamic view and contextualized within a logical sequence of game actions

Tese de mestrado integrado. Engenharia Civil (Especialização em estruturas). Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2010

Tese de mestrado integrado. Engenharia Civl (especialização em Geotecnia). Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2008