The objective of this work was to determine the influence of recovered fibres on the mechanical properties of board. Industrial board was provided by Fiskeby Board AB and laboratory board was made by using an isotropic sheet former. Board properties such as tensile strength, tensile stiffness, z-strength and bending stiffness were evaluated. Variation in the grammages of the middle and bottom layers of laboratory board was done and influence on the mechanical properties was studied. Each layer of multiply board was also tested separately at industrial board grammage and standard grammage. Results showed an increase in the tensile properties with the increase in the grammage of bottom layer, an increase in the z-strength of the board was also observed. Bending stiffness calculated by laminate theory also indicated an increase with the increase in the grammage of bottom layer. While testing of the separate layers showed an increase in the tensile properties of the layers with increasing the grammage while a decrease in z-strength was observed. Cracks occurred in the bottom layer of the multiply boards but an increase in the mechanical properties of board was observed. / Returfibrer är miljövänliga och ger ett försprång framför nyfiber på grund av låg kostnad. Det är dock allmänt känt att returfibrer inte uppvisar samma egenskaper som nyfibrer, i själva verket försämras fiberegenskaperna efter varje återvinningsprocess. Mekaniska egenskaper är mycket viktiga för kartongproducenter och därmed läggs en hel del energi på förbättringar utan kostsamma investeringar.   I detta examensarbete utvärderades mekaniska egenskaper för 4-skikts kartong såsom dragstyrka, dragstyvhet, böjstyvhet och z-styrka. Den industriella kartongen som användes kom från Fiskeby Board AB och laboratoriekartong tillverkades med en isotrop arkformer. Separata skikt formades och guskades därefter samman. Ytvikten av det mellersta och undre skiktet ändrades och effekten på kartongens egenskaper utvärderades. Varje lager testades också separat vid ytvikter representativt för den industriella kartongen samt vid standardiserade ytvikter. Styrkan i tjockleksriktningen utvärderades med z-styrka och Scott Bond. Böjstyvheten beräknades med hjälp av laminatteorin.   Skillnaderna i dragstyrka mellan kartong framställd i industrin och laboratorie var små, men dragstyvheten var lägre för laboratoriearken på grund av torktekniken. Skillnaderna i z-styrka var inte signifikanta, men baserat på trenden uppvisade laboratoriearken en lägre styrka på grund av ett lägre presstryck. Delamineringen i de testade proverna skedde i det undre skiktet och inga sprickor uppstod mellan skikten.   Genom ökning av ytvikten av de separata skikten ökade styrkeegenskaper såsom dragstyrka och Scott Bond medan z-styrkan minskade. Genom att minska ytvikten av det mellersta lagret och öka ytvikten av det nedre kunde en ökning av styrkeegenskaperna observeras. Ökningen av z-styrkan var inte signifikant men baserat på trenden kan en ökning förväntas. En betydande ökning av Scott Bond kunde dock ses. Böjstyvheten beräknad genom laminatteorin visade också på en ökning. Även om sprickor fortfarande förekommer i det undre skiktet efter ökning av ytvikten, kan förbättrade kartongegenskaper uppnås.

A presente dissertação trata do estudo experimental do comportamento estrutural de barras helicoidais assentadas sobre superfície cilíndrica e sujeitas a cargas de compressão. Aparato experimental específico foi projetado e construído para este fim. O projeto, bem como a aferição deste aparato, é descrito em detalhes. Este aparato permite ajustar as barras através de um sistema de apoios constituídos por uma série de rolamentos, que podem ser posicionados de forma a conferir liberdade de deslocamento à barra em duas direções distintas: radial (normal à superfície cilíndrica de assentamento) e lateral (tangencial; bi-normal). A aplicação de carga compressiva se faz na direção tangencial à hélice não-deformada. Barras com seção transversal circular e retangular, com diversos comprimentos livres de flambagem e para diferentes ângulos de assentamento, foram ensaiadas. Estudos preliminares, com barras retas, permitiram avaliar as condições efetivas de engastamento proporcionadas pelo aparato. Nestes casos foi possível induzir o fenômeno de flambagem, recuperando-se, consistentemente, os valores de cargas críticas previstas pela teoria de Euler e avaliando-se o grau de engastamento proporcionado pelo aparato experimental. Filmagem com câmera de alta velocidade permitiu observar o fenômeno de instabilidade. O comportamento estrutural das barras curvas, de seção circular e retangular, foi então estudado. Tanto o comprimento livre quanto o ângulo de assentamento foi variado. O estudo permitiu levantar base de dados experimentais do comportamento de barras helicoidais nessas condições de carregamento e de condições de contorno. No entanto, para nenhuma das diversas condições ensaiadas foi possível induzir o fenômeno de instabilidade. Tal fato poderia dar subsídios a inferências acerca do estudo da instabilidade de tubos flexíveis do tipo birdcaging. / This dissertation deals with an experimental study on the structural behavior of bars supported on a helical cylindrical surface and subject to compressive loads. A special experimental apparatus was designed and built for this purpose. The design, as well as the adjustment of such an apparatus is described in details. The device allows one adjusting the bars by using a system consisting of a series of bearings that can be positioned to give freedom to the structure in two different directions: radial (normal to the cylindrical surface) and lateral (tangential or bi-normal). The compressive load is applied in the tangential direction of the helix. Bars with circular and rectangular cross sections, with various buckling lengths and different helix angles, were tested. Preliminary studies with straight bars, have allowed to evaluate the boundary conditions offered by the apparatus. In these cases, it was possible to induce the phenomenon of buckling, obtaining, consistently, the values of critical loads provided by the theory of Euler and to evaluate the boundary conditions provided by the apparatus. The use of a high-speed camera allowed to observe the phenomenon of instability. The structural behavior of curved bars of circular and rectangular sections was also studied. Both, the test free length as the helix angle were varied. The study enabled us to get a huge amount of experimental data about the behavior of helical bars, subjected such loading and boundary conditions. However, the phenomenon of instability could not be induced, for any condition tested. This fact could collaborate for further inferences about the study of the birdcaging instability at flexible pipes.

Este trabalho trata da verificação e dimensionamento de peças de alvenaria estrutural submetidas à flexão. Inicialmente são apresentados os conceitos básicos do método das tensões admissíveis e são desenvolvidos procedimentos para a análise do problema da flexão simples e composta reta. Em seguida discute-se o problema da flexão composta oblíqua, com ênfase à modelagem computacional necessária ao desenvolvimento de aplicativos para a análise de seções genéricas. São apresentados na seqüência dois programas computacionais, implementados a partir dos algoritmos e procedimentos desenvolvidos nos itens anteriores. Apresentam-se ainda tabelas e ábacos que permitem o cálculo das peças de alvenaria com rapidez, facilidade e segurança, algumas das quais nos moldes das já tradicionalmente utilizadas para o concreto armado. Por fim, diversos exemplos são apresentados, ilustrando a teoria exposta e a utilização de tabelas e ábacos apresentados. / This study deals with the design of structural masonry pieces subjected to bending loads. At first, basic concepts of the allowable stresses method are presented and procedures for the analysis of simple bending and composed bending are developed. Next, the oblique composed bending is discussed emphasising computational modelling for the analysis of generic cross sections. Two computational procedures based on the algorithms already developed are also shown. In addition, tables and abaci that allow analysing the design of masonry elements quickly, easily and safely are presented. Some of them are very similar to those used for reinforced concrete. Finally, several examples are presented.

A presente pesquisa teve como objetivo geral a otimização dos parâmetros de colagem para a fabricação de madeira laminada colada de Eucalyptus grandis, enfatizado na interação madeira-adesivo. Foi avaliada a influência da rugosidade, pressão de colagem, tipo de adesivo e tempo de armazenamento da madeira após a preparação das superfícies a serem coladas. Essas variáveis que afetam a qualidade da adesão foram analisadas a partir da resistência apresentada pelas uniões submetidas ao esforço de cisalhamento. Para complementar a compreensão da mecânica das juntas coladas, efetuou-se a caracterização qualitativa da linha de cola mediante análises microscópicas e imagens de raios-X. Estudaram-se as correlações existentes entre os pares possíveis das variáveis massa específica, resistência ao cisalhamento, rugosidade, profundidade de penetração e porcentagem de falha na madeira. A resistência do plano de cola em situação crítica de cisalhamento foi avaliada também em ensaios de flexão de vigas laminadas coladas. A eficiência adesiva, que é a relação entre a resistência da madeira maciça e a resistência da madeira laminada colada, não variou significativamente entre adesivo, pressão de colagem e acabamento de superfície. A eficiência adesiva das juntas coladas de madeira de Eucalyptus grandis com adesivos Cascophen e Jowapur foi satisfatória por ter estado sempre no intervalo de 90,9 a 127,8%. Observaram-se correlações muito fracas entre a espessura da linha de cola e as variáveis massa específica, resistência ao cisalhamento, eficiência adesiva e porcentagem de falha na madeira. As vigas solidarizadas com o adesivo Jowapur apresentaram um baixo módulo de elasticidade quando comparado ao da madeira maciça, sem apresentar diferenças significativa na resistência à flexão. Os processos de fabricação adotados garantiram uma qualidade ótima às juntas coladas, inferida pela observação das falhas que ocorreram tanto nos ensaios de cisalhamento quanto nos ensaios de flexão, nos quais as rupturas se deram ao longo da madeira maciça sem afetar o plano de cola. / The objective of the present study was to optimize the parameters of glue to manufacture laminated wood of E. grandis, emphasized the interaction wood-adhesive. The influence of the roughness, bonding pressure, adhesive type and time of storage of the timber after preparing the surfaces to be bonded were evaluated. These variables that affect the quality of adherence were analyzed from the resistance presented by the joints subjected to shear stress. To complement the understanding of the mechanics of bonded joints, we performed a qualitative characterization of the glue line by microscopy and X-ray imaging. Were studied correlations between possible pairs of variables: density, shear strength, roughness, depth of penetration, percentage of wood failure. The resistance of the bonding surface in critical shear was also measured using bending tests of glued laminated beams. The adhesive efficiency, which is the ratio between the resistance of the wood and the glued laminated wood resistance, did not vary significantly between adhesive, pressure bonding and surface finish. The adhesive efficiency of the bonded joints of Eucalyptus grandis with Cascophen and Jowapur was satisfactory falling always in the range from 90.9 to 127.8%. Very weak correlations were observed between the variables glue line thickness, density, shear strength, adhesive efficiency and percentage of wood failure. The beams glued with the adhesive Jowapur showed a low modulus of elasticity compared to solid wood, without showing significant differences in flexural strength. The manufacturing processes adopted ensured the optimal quality of bonded joints. This was inferred by observing the failures that occurred in both shear tests as in bending tests. Ruptures occurred within the wood without affecting the bonding surface.

A análise da instabilidade em pilares de concreto armado não é tão simples, o que leva os profissionais da área a recorrer ao uso de processos mais simplistas ou a mudanças na geometria da peça de concreto armado. Isso se deve ao fato do pouco conhecimento que existe sobre o real comportamento da estrutura. Muitos estudos têm sido elaborados para a análise da capacidade última dessas peças comprimidas e da estrutura como um todo, consistindo na análise do comportamento dos pilares submetidos a determinadas solicitações normais. Este trabalho apresenta um estudo da estabilidade de pilares esbeltos de concreto armado submetidos à flexão normal composta. O estudo complementa o trabalho desenvolvido por Paula (1988) para a averiguação de colunas esbeltas, acrescentando-o alguns fatores como a esbeltez, distribuição do momento de primeira ordem e cargas de longa duração. O objetivo é apresentar meios para o dimensionamento de peças esbeltas através de caminhos alternativos e simplistas que permitam avaliar com certa precisão a estabilidade de um barra. / Analysis of reinforced concrete column instability in is not a simple task making the engineers to use simple designing processes or sometimes choose simple column geometry. The reason for that is the little knowledge of the real behaviour of the structure. Many studies have been made so far regarding the ultimate capacity of compressed columns following recommendations of several international codes. The present study is related to the stability of slender reinforced concrete columns subjected to bending moments and normal forces. It follows the first work made by de Paula (1988), in which the investigation of slender reinforced columns has been conducted. This is here completed by introducing other parameters in the analysis such as: slenderness ratio, distribution of the first order bending moments along the column and long-term loads. It also proposes an alternative procedure to avoid computing the actual ultimate load capacity in compression. A conventional ultimate curvature is proposed to give an approximated final bending moment distribution along the column, taking into account the second other effects. The column is then analysed considering only the ultimate material failure criteria. Thus, the instability is indirectly verified.

O presente trabalho tem por finalidade apresentar e discutir os resultados encontrados para o coeficiente de atrito de três tipos de diferentes chapas utilizadas em processos de estampagem na indústria automotiva. O método adotado para determinação do coeficiente de atrito foi o dobramento sob tensão, método este que tem por finalidade simular as condições de uma operação de embutimento. Os resultados apresentados demonstram que diferentes chapas em aço NBR 5915 EM e EMS ME 1508 EM, com ou sem proteção galvânica, apresentam diferentes condições tribológicas determinadas através do ensaio. Coeficientes de atrito que variam desde 0,103 até 0,151 foram determinados, considerando condições de lubrificação e de ferramenta constantes. A influência do coeficiente de atrito no processo é exemplificada através do cálculo da força máxima de estampagem, sendo que para as mesmas condições de propriedades mecânicas a variação do coeficiente de atrito provocou um aumento de 7,6% na força máxima. Através do cálculo determinou-se também a influência do coeficiente de atrito nas forças de atrito do processo. Para as condições apresentadas, a influência do coeficiente de atrito no prensa chapas na força máxima de estampagem é 20x menor em relação à influência do coeficiente de atrito no raio da matriz. / This research aims to show and discuss the friction coefficient of three different kinds of sheet metal used in sheet metal forming processes of automotive industry. The methodology for the determination of the coefficient of friction was the bending under tension, that purpose to simulate the deep drawing conditions. The results show different kinds of sheets metals, as NBR 5915 EM and EMS ME 1508 EM, with or not galvanized protection, show different tribological conditions by the tests. Friction coefficients from 0,103 to 0,151 were founded, considering invariable lubrication and tool conditions. The influence of friction coefficient in the stamping process is exemplified by the maximum stamping strength. For these tests conditions, the coefficient of friction caused an increase of 7.6% in the maximum stamping strength. The influence of the friction coefficient on the friction strengths of the process was determined. For these conditions, the influence of the friction coefficient in the friction strength of the blank holder is 20x smaller than in the friction strength of die's radius.

A presente pesquisa teve como objetivo geral a otimização dos parâmetros de colagem para a fabricação de madeira laminada colada de Eucalyptus grandis, enfatizado na interação madeira-adesivo. Foi avaliada a influência da rugosidade, pressão de colagem, tipo de adesivo e tempo de armazenamento da madeira após a preparação das superfícies a serem coladas. Essas variáveis que afetam a qualidade da adesão foram analisadas a partir da resistência apresentada pelas uniões submetidas ao esforço de cisalhamento. Para complementar a compreensão da mecânica das juntas coladas, efetuou-se a caracterização qualitativa da linha de cola mediante análises microscópicas e imagens de raios-X. Estudaram-se as correlações existentes entre os pares possíveis das variáveis massa específica, resistência ao cisalhamento, rugosidade, profundidade de penetração e porcentagem de falha na madeira. A resistência do plano de cola em situação crítica de cisalhamento foi avaliada também em ensaios de flexão de vigas laminadas coladas. A eficiência adesiva, que é a relação entre a resistência da madeira maciça e a resistência da madeira laminada colada, não variou significativamente entre adesivo, pressão de colagem e acabamento de superfície. A eficiência adesiva das juntas coladas de madeira de Eucalyptus grandis com adesivos Cascophen e Jowapur foi satisfatória por ter estado sempre no intervalo de 90,9 a 127,8%. Observaram-se correlações muito fracas entre a espessura da linha de cola e as variáveis massa específica, resistência ao cisalhamento, eficiência adesiva e porcentagem de falha na madeira. As vigas solidarizadas com o adesivo Jowapur apresentaram um baixo módulo de elasticidade quando comparado ao da madeira maciça, sem apresentar diferenças significativa na resistência à flexão. Os processos de fabricação adotados garantiram uma qualidade ótima às juntas coladas, inferida pela observação das falhas que ocorreram tanto nos ensaios de cisalhamento quanto nos ensaios de flexão, nos quais as rupturas se deram ao longo da madeira maciça sem afetar o plano de cola. / The objective of the present study was to optimize the parameters of glue to manufacture laminated wood of E. grandis, emphasized the interaction wood-adhesive. The influence of the roughness, bonding pressure, adhesive type and time of storage of the timber after preparing the surfaces to be bonded were evaluated. These variables that affect the quality of adherence were analyzed from the resistance presented by the joints subjected to shear stress. To complement the understanding of the mechanics of bonded joints, we performed a qualitative characterization of the glue line by microscopy and X-ray imaging. Were studied correlations between possible pairs of variables: density, shear strength, roughness, depth of penetration, percentage of wood failure. The resistance of the bonding surface in critical shear was also measured using bending tests of glued laminated beams. The adhesive efficiency, which is the ratio between the resistance of the wood and the glued laminated wood resistance, did not vary significantly between adhesive, pressure bonding and surface finish. The adhesive efficiency of the bonded joints of Eucalyptus grandis with Cascophen and Jowapur was satisfactory falling always in the range from 90.9 to 127.8%. Very weak correlations were observed between the variables glue line thickness, density, shear strength, adhesive efficiency and percentage of wood failure. The beams glued with the adhesive Jowapur showed a low modulus of elasticity compared to solid wood, without showing significant differences in flexural strength. The manufacturing processes adopted ensured the optimal quality of bonded joints. This was inferred by observing the failures that occurred in both shear tests as in bending tests. Ruptures occurred within the wood without affecting the bonding surface.

Neste trabalho, desenvolve-se uma formulação linear de placas através do Método dos Elementos de Contorno, baseada na teoria clássica de Kirchhoff, onde a integração numérica, sobre os elementos do contorno, é feita considerando-se a técnica de subelementos. Estende-se essa formulação à análise não-linear de placas de concreto armado, através da inclusão de um campo de momentos iniciais, onde as integrais de domínio são calculadas aproximando-se o campo de momentos iniciais em células internas. Consideram-se dois modelos constitutivos para o concreto: um elasto-plástico, onde o critério utilizado é o de Von Mises, sem considerar resistência à tração, enquanto que o outro é o modelo de dano de Mazars. A distribuição das tensões é aproximada, em uma seção qualquer da placa, por pontos discretos, que seguindo um esquema gaussiano, permite a integração numérica para o cálculo dos esforços. Em cada ponto, considerado ao longo da espessura, verifica-se o modelo constitutivo adotado. Numa primeira aproximação, considera-se que a linha neutra é definida pela superfície média da placa e, numa aproximação seguinte, a posição da mesma é calculada de tal forma que a força normal resultante seja nula. / In this work a linear boundary element formulation for Kirchhoff plate in bending is presented, including a precise numerical scheme based on sub-element integration to compute the boundary matrices. Then, the formulation is extended to perform non-linear analysis of reinforced concrete slabs by incorporating initial moment fields. The domain integral required to evaluate the initial moment influences are performed by using the well known cell sub-division. The non-linear behaviour of concrete slabs is included by considering two particular models: the Von Mises criterion modified to consider no strength in tension and the damage model proposed by Mazars. Those criteria are verified at points along the plate thickness, appropriately placed to allow performing numerical integration to approach moments and normal forces using Gauss point schemes. A first model was developed assuming that the plate middle surface is coincident with the plate neutral axes. Then, this model is modified to find the proper neutral axis positions by enforcing the normal force resultants to be zero.

Neste trabalho, a formulação linear do método dos elementos de contorno - MEC, baseada nas hipóteses de Kirchhoff, é adaptada à análise de estruturas de pavimentos de edifícios, considerando-se as interações entre elementos lineares e de superfície. Leva-se em conta, além da flexão, o comportamento dos elementos como membrana. A representação integral deduzida contempla todos os elementos estruturais envolvidos, portanto garantido a monoliticidade do conjunto sem a necessidade de impor compatibilizações de deslocamentos e equilíbrio das forças generalizadas de superfícies ao longo das interfaces. A formulação integral é deduzida a partir da primeira identidade de Betti, onde a placa é considerada com variação de espessura, quer seja contínua ou abrupta. Porém, nesse trabalho apenas o caso de placas e vigas com rigidez constante são tratados. A partir dessa formulação, a fim de reduzir o número de graus de liberdade do problema, apresenta-se um modelo alternativo, onde as vigas são representadas por seus eixos médios. Estende-se essa formulação à análise não-linear, através da inclusão de campos de esforços iniciais, onde as integrais de domínio são calculadas aproximando-se o campo de esforços iniciais em células internas. A solução não-linear é obtida a partir da formulação implícita, na qual as correções que devem ser dadas aos estados de curvatura e das deformações de chapa em uma determinada iteração, são obtidas através do operador tangente consistente, que é atualizado a cada iteração, e da correção dos esforços nos pontos da placa. O critério elasto-plástico utilizado é o de Von Mises e a distribuição das tensões é aproximada, em uma seção qualquer da placa, por pontos discretos, que seguindo um esquema gaussiano, permite a integração numérica para o cálculo dos esforços. / In this work, the plate bending linear formulation of the boundary element method - BEM, based on the Kirchhoff\'s hypothesis, is extended to incorporate beam elements. The final objective of the work is to obtain a numerical model to analyse building floor structures, in which stiffness is further increased by the presence of membrane effects. From the boundary integral representations of the bending and the stretching problems a particular integral equation to represent the equilibrium of the whole body is obtained. Using this integral equation, no approximation of the generalized forces along the interface is required. Moreover, compatibility and equilibrium conditions along the interface are automatically imposed by the integral equation. An alternative formulation where the number of degrees of freedom is further reduced is also investigated. In this case, the kinematics Navier-Bernoulli hypothesis is assumed to simplify the strain field for the thin sub-regions (beams). Then, the formulation is extended to perform non-linear analysis by incorporating initial effort fields. Then non-linear solution is obtained using the concept of the local consistent tangent operator. The domain integral required, to evaluate the initial effort influences, are performed by using the well-known cell sub-division. The non-linear behaviour is evaluated by the Von Mises criterion, that is verified at points along the plate thickness, appropriately placed to allow performing numerical integration to approach moments and normal forces using Gauss point schemes.

Como conseqüência do atual desenvolvimento tecnológico dos materiais aço e concreto, várias pesquisas têm surgido com vistas a um melhor aproveitamento da capacidade desses dois materiais, exigindo um maior conhecimento sobre o comportamento dos elementos, inclusive sobre sua vulnerabilidade a estados limites últimos. Sendo a instabilidade um estado limite último possível de ocorrer em configurações de equilíbrio de peças de concreto armado submetidas a determinadas solicitações normais, seu estudo torna-se fundamental para que seja possível propor soluções estruturais seguras e economicamente viáveis. Este trabalho apresenta a análise de alguns aspectos que interferem no estudo da estabilidade de pilares esbeltos de concreto armado, através de uma abordagem envolvendo aspectos teóricos, como também aspectos práticos oriundos da resolução de exemplos. O estudo é feito com base nos métodos geral e do equilíbrio, com os processos exato e do pilar padrão, através de um software (SISTEMA FLEXOR), desenvolvido por CADAMURO Jr. (1997). O objetivo é testar a viabilidade desses métodos a fim de propor soluções e, com isso, tornar mais amplo e acessível o uso de pilares esbeltos de concreto armado, incentivando a adoção de projetos mais arrojados sem subutilização dos materiais. / As a consequence of the actual technological development of the materials steel and concrete, many researches have come up with proposal of better use of these two materials capacity, demanding a bigger knowledge about the behaviour of the elements, included your vulnerability to ultimate limit states. Being the instability a possible ultimate limit state of reinforced concrete columns equilibrium configuration, this study has been fundamental to make possible to propose safe and economically reasonable structural solutions. This work presents the analysis of some aspects that interfere in the study of slender reinforced concrete columns stability, through an approach involving theoretical and practical aspects derived from numerical solutions. The scheme is based in the General and Equilibrium Methods with the Exact Process and Model Column Method, through a software (SISTEMA FLEXOR) developed by CADAMURO Jr. (1997). The objective is to testify the practicability of these methods, to propose solutions and to render wider and more practical the use of slender reinforced concrete columns, stimulating the adoption of projects bolders without underutilisation of the materials.