Nos últimos anos, a utilização de pontes estaiadas tem evoluído rapidamente e novos conceitos estruturais têm surgido, como por exemplo: o desenvolvimento de seções flexíveis e esbeltas, o aumento do comprimento dos vãos e a aplicação de pontes estaiadas em múltiplos vãos. Torna-se necessário portanto uma compreensão profunda do comportamento estrutural desse sistema. No processo de projeto as decisões mais importantes são geralmente feitas nas fases iniciais quando a síntese predomina sobre a análise numérica, tornando fundamental o entendimento do comportamento físico da estrutura na fase de pré-dimensionamento. Na concepção de uma ponte estaiada inúmeras alternativas estruturais são possíveis, por exemplo: pode-se utilizar um ou dois planos de cabos em diferentes arranjos, mastros e tabuleiros com seções transversais diversas e diferentes tipos de vinculação externa. Para um dado problema, mais de uma solução pode ser viável, no entanto algumas delas propiciarão a maior eficiência, sob o ponto de vista de consumo de materiais, facilidades construtivas, prazo de execução e comportamento físico da estrutura. Neste trabalho foram analisadas diferentes concepções estruturais com o objetivo de fornecer subsídios para as decisões tomadas no início do projeto estrutural de uma ponte estaiada. Para tanto, a partir do entendimento preliminar do comportamento físico de diferentes sistemas, foram definidas alternativas estruturais para análise estática através de modelos de elementos finitos tridimensionais. A análise e a comparação dos resultados permitiram um aprofundamento daquele entendimento. Além disso, alguns aspectos relevantes no projeto de pontes estaiadas foram estudados, tais como: o pré-dimensionamento dos estais, a definição da força de protensão inicial dos mesmos, o estudo do problema de fadiga nos cabos e a elaboração de modelos simplificados para análise preliminar do comportamento do tabuleiro e da torre. / In the last years, the use of cable-stayed bridges has increased a lot and new design concepts have appeared, such as: the development of slender and flexible deck sections, the increase in span length and the application of cable-stayed bridges in multiple spans. It is thus necessary a thorough understanding of the structural behavior of this system. During the design process the most important decisions are usually taken in the initial phases, when the synthesis prevail over the numerical analysis, which requires the understanding of the physical structural behavior in the preliminary design. The design of cable-stayed bridges involves many structural alternatives, for example: it is possible to use one or more cable planes in different arrangements, a wide range of pylons and decks cross sections and different types of external connections. For a given problem, more than one solution can be feasible, however some of them will provide a greater efficiency, from the point of view of material consumption, construction facilities, time of execution and physical behavior of the structure. This study analyzes different structural conceptions with the purpose of helping in the decisions made in the beginning of a cable-stayed bridge structural project. For this, from the preliminary understanding of the physical behavior of different systems, some structural alternatives were defined and a static analysis using finite element models was carried out. The analysis and comparison of results allowed an improved understanding of the problem. Furthermore, some relevant aspects in cable-stayed bridges were studied, such as: the preliminary stay design, the definition of initial prestressing force in the stays, the study of the fatigue behavior of the cables and the development of simple models to simulate the response of the bridge decks and pylons.

Nos últimos anos, a protensão externa aplicada a estruturas de pontes tem evoluído de forma excepcional, o que permite maior liberdade de projeto e, consequentemente, possibilita o surgimento de novas tipologias estruturais. Um exemplo desse desenvolvimento é a ponte com protensão no extradorso, que começa a se difundir no meio técnico como uma transição econômica entre as pontes de concreto protendido e as estaiadas. A idéia, atribuída ao engenheiro francês Jacques Mathivat, consiste em utilizar protensão externa sobre os apoios intermediários, com o auxílio de pequenas torres. Neste trabalho é apresentada uma revisão bibliográfica ampla sobre os diversos tipos de pontes com emprego de protensão, visando focar nos aspectos importantes e que auxiliam no entendimento do comportamento estrutural das pontes com protensão no extradorso. É realizado, também, um estudo da flutuação de tensão nos cabos de protensão, com vistas à fadiga dos mesmos, que é um fator de extrema importância. Além disso, é realizado um vasto estudo paramétrico de diversos tipos de modelos estruturais, que têm por objetivo um aprofundamento da compreensão do comportamento estrutural das pontes com protensão no extradorso, sendo que, a partir da análise dos resultados obtidos, foram sugeridos alguns critérios de projeto. / In recent years, external prestressing applied to structures of bridges has experienced exceptional development, permitting a greater freedom in design and, consequently, the appearance of new structural typologies. An exemple of such development is the extradosed bridge, a concept that begins to spread in technical media as a low cost transition between prestressed concrete bridges and cable-stayed bridges. The idea, which should be attributed to French engineer Jacques Mathivat, consists of using external prestressing at intermediate supports, with the help of small towers. In this work, a comprehensive review of the literature about different types of bridges using prestressing is presented, aiming at the important aspects that help us understand the structural behavior of extradosed bridges. A study of stress fluctuation in prestressing cables is also presented, having in mind fatigue, an extremely important factor. Besides, an ample parametric study of different types of structural arrangements is performed, with the purpose of having a deeper understanding of the structural behavior of extradosed bridges. Analysis of the results led to suggesting some desing criteria.

Nos últimos anos, a protensão externa aplicada a estruturas de pontes tem evoluído de forma excepcional, o que permite maior liberdade de projeto e, consequentemente, possibilita o surgimento de novas tipologias estruturais. Um exemplo desse desenvolvimento é a ponte com protensão no extradorso, que começa a se difundir no meio técnico como uma transição econômica entre as pontes de concreto protendido e as estaiadas. A idéia, atribuída ao engenheiro francês Jacques Mathivat, consiste em utilizar protensão externa sobre os apoios intermediários, com o auxílio de pequenas torres. Neste trabalho é apresentada uma revisão bibliográfica ampla sobre os diversos tipos de pontes com emprego de protensão, visando focar nos aspectos importantes e que auxiliam no entendimento do comportamento estrutural das pontes com protensão no extradorso. É realizado, também, um estudo da flutuação de tensão nos cabos de protensão, com vistas à fadiga dos mesmos, que é um fator de extrema importância. Além disso, é realizado um vasto estudo paramétrico de diversos tipos de modelos estruturais, que têm por objetivo um aprofundamento da compreensão do comportamento estrutural das pontes com protensão no extradorso, sendo que, a partir da análise dos resultados obtidos, foram sugeridos alguns critérios de projeto. / In recent years, external prestressing applied to structures of bridges has experienced exceptional development, permitting a greater freedom in design and, consequently, the appearance of new structural typologies. An exemple of such development is the extradosed bridge, a concept that begins to spread in technical media as a low cost transition between prestressed concrete bridges and cable-stayed bridges. The idea, which should be attributed to French engineer Jacques Mathivat, consists of using external prestressing at intermediate supports, with the help of small towers. In this work, a comprehensive review of the literature about different types of bridges using prestressing is presented, aiming at the important aspects that help us understand the structural behavior of extradosed bridges. A study of stress fluctuation in prestressing cables is also presented, having in mind fatigue, an extremely important factor. Besides, an ample parametric study of different types of structural arrangements is performed, with the purpose of having a deeper understanding of the structural behavior of extradosed bridges. Analysis of the results led to suggesting some desing criteria.

Nos últimos anos, a utilização de pontes estaiadas tem evoluído rapidamente e novos conceitos estruturais têm surgido, como por exemplo: o desenvolvimento de seções flexíveis e esbeltas, o aumento do comprimento dos vãos e a aplicação de pontes estaiadas em múltiplos vãos. Torna-se necessário portanto uma compreensão profunda do comportamento estrutural desse sistema. No processo de projeto as decisões mais importantes são geralmente feitas nas fases iniciais quando a síntese predomina sobre a análise numérica, tornando fundamental o entendimento do comportamento físico da estrutura na fase de pré-dimensionamento. Na concepção de uma ponte estaiada inúmeras alternativas estruturais são possíveis, por exemplo: pode-se utilizar um ou dois planos de cabos em diferentes arranjos, mastros e tabuleiros com seções transversais diversas e diferentes tipos de vinculação externa. Para um dado problema, mais de uma solução pode ser viável, no entanto algumas delas propiciarão a maior eficiência, sob o ponto de vista de consumo de materiais, facilidades construtivas, prazo de execução e comportamento físico da estrutura. Neste trabalho foram analisadas diferentes concepções estruturais com o objetivo de fornecer subsídios para as decisões tomadas no início do projeto estrutural de uma ponte estaiada. Para tanto, a partir do entendimento preliminar do comportamento físico de diferentes sistemas, foram definidas alternativas estruturais para análise estática através de modelos de elementos finitos tridimensionais. A análise e a comparação dos resultados permitiram um aprofundamento daquele entendimento. Além disso, alguns aspectos relevantes no projeto de pontes estaiadas foram estudados, tais como: o pré-dimensionamento dos estais, a definição da força de protensão inicial dos mesmos, o estudo do problema de fadiga nos cabos e a elaboração de modelos simplificados para análise preliminar do comportamento do tabuleiro e da torre. / In the last years, the use of cable-stayed bridges has increased a lot and new design concepts have appeared, such as: the development of slender and flexible deck sections, the increase in span length and the application of cable-stayed bridges in multiple spans. It is thus necessary a thorough understanding of the structural behavior of this system. During the design process the most important decisions are usually taken in the initial phases, when the synthesis prevail over the numerical analysis, which requires the understanding of the physical structural behavior in the preliminary design. The design of cable-stayed bridges involves many structural alternatives, for example: it is possible to use one or more cable planes in different arrangements, a wide range of pylons and decks cross sections and different types of external connections. For a given problem, more than one solution can be feasible, however some of them will provide a greater efficiency, from the point of view of material consumption, construction facilities, time of execution and physical behavior of the structure. This study analyzes different structural conceptions with the purpose of helping in the decisions made in the beginning of a cable-stayed bridge structural project. For this, from the preliminary understanding of the physical behavior of different systems, some structural alternatives were defined and a static analysis using finite element models was carried out. The analysis and comparison of results allowed an improved understanding of the problem. Furthermore, some relevant aspects in cable-stayed bridges were studied, such as: the preliminary stay design, the definition of initial prestressing force in the stays, the study of the fatigue behavior of the cables and the development of simple models to simulate the response of the bridge decks and pylons.

Made available in DSpace on 2016-04-27T16:58:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dissertacao_aguinaldo_herculino.pdf: 802038 bytes, checksum: 892e40dc91a71a2dfb4915252ee3fd0f (MD5) Previous issue date: 2004-04-13 / The research analyses the notion of integral in two Calculus textbooks. The works takes as its theoretical basis the theory of Sfard, according to which mathematical notions are treated initially as processes evidencing their characteristics (operational conception) and then as objects (structural conception). The passage from the first to the second involves three hierarchical stages: interiorisation, condensation and reification. The books chosen for analysis were Calculus by M. Spivak and Cálculo by J. Stewart. The first book presents integral axiomatically, that is, starting from a refined construction of definitions and theorems. It firstly defines integral and goes on to consider its properties. The second presents integral from the basis of a long introduction to the calculation of areas, after which integral is defined and its properties obtained. Its strong point is the enormous quantity of exercises involving algorithmic manipulations and applications. The research shows that the formal treatment of Spivak goes against the theory of Sfard, in which she argues that an operational conception of a notion she precedes a structurally conception. Nonetheless, in spite of this, there are situations in which this order is respected. Various exercises with structural characteristics are included in the book which might favour the passage between the two conceptions. In Stewart, the treatment of integral respects the hierarchical ordering of conceptions postulated by Sfard, however the book includes few exercises with structural characteristics, although the chapters which treat the notion do present projects which could provide opportunities for its reification / A pesquisa analisa a abordagem da noção de integral em dois livros de Cálculo. O trabalho fundamenta-se na teoria de Sfard, segundo a qual as noções matemáticas são tratadas inicialmente como processos nos quais são evidenciadas as suas características (concepção operacional) e depois como objetos (concepção estrutural). A passagem da primeira para a segunda se dá através de três estágios hierarquizados: interiorização, condensação e reificação. Os livros escolhidos foram Calculus de M. Spivak e Cálculo de J. Stewart. O primeiro apresenta a integral axiomaticamente, isto é, a partir de uma construção refinada de definições e teoremas, ele primeiramente a define e depois trabalha as suas propriedades. O segundo apresenta a integral partindo de uma longa introdução sobre o cálculo de áreas, depois a define e em seguida obtém suas propriedades. Seu ponto forte é a enorme quantidade de exercícios que envolvem manipulações algorítmicas e aplicações. A pesquisa evidenciou que o tratamento formal de Spivak vai na contra-mão da teoria de Sfard, que postula que primeiro deve ocorrer a concepção operacional e depois a estrutural; porém, apesar disso, há situações em que aquele postulado é respeitado. Vários exercícios com características estruturais propiciam a passagem da primeira para a segunda concepção. Em Stewart, o tratamento respeita o postulado, porém há poucos exercícios com características estruturais; apesar disso, nos capítulos que tratam da noção de integral, apresenta projetos que propiciam a reificação da noção de integral

Made available in DSpace on 2016-04-27T16:57:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dissertacao_luciana_fajardo_vidigal.pdf: 2051742 bytes, checksum: 6a8b1116a719dd2cb08296dd423fb55e (MD5) Previous issue date: 2007-05-18 / The aim of this research was to investigate the knowledge mobilized by those students who have studied Integral, a subject that permeates a major part of the Integral and Differential Calculus (IDC) course and is a source of difficulties for the students. The goal was to analyze the explicit knowledge of those who have studied this concept in a regular IDC course in terms of the integration techniques as well as the meaning and the concept utilization. It has also been researched whether this knowledge reflected operational and structural conceptions in the sense applied by Anna Sfard (1991), whose theory this paper is based on. In her studies, the author postulates that abstract notions are conceivable in two completely different ways: structurally (as objects) and operationally (as processes). As an investigation means, it has been used a questionnaire containing nine questions and applied to two groups of a private school s math course in São Paulo city. One of the groups was constituted by students who have recently studied the notion of Integral, and the other group by students who went through the same studies one year before. In terms of the first group, the conclusion drawn up was that the students have incurred in several kinds of operational calculus mistakes, also the processes involving integral notion showed up but only sometimes, indicating a clear structural conception failure. These characteristics were not observed in the second group. It has been noticed that all researched students apparently had mobilized the structural concept considering they have applied the mathematical object to determine the area of even spaces in the function graph, but when facing those circumstances in which they had to reason to be able to apply the concept as an object they did not have enough assurance in terms of structural conception, and tried to take refuge in the algebra processes / Esta pesquisa buscou investigar os conhecimentos mobilizados por alunos, que estudaram o conceito de Integral, que permeia grande parte da disciplina Cálculo Diferencial e Integral (CDI) e que é fonte de dificuldades para os alunos. Buscouse analisar os conhecimentos explicitados por alunos que estudaram o conceito num curso regular de CDI, tanto no aspecto das técnicas de integração como no significado e na aplicação do conceito. Pesquisou-se, igualmente, se estes conhecimentos refletiam concepções operacionais e estruturais no sentido atribuído por Anna Sfard (1991), que fundamentou teoricamente este estudo. Em seu estudo, a autora postula que noções abstratas podem ser concebidas e duas maneiras fundamentalmente diferentes: estruturalmente (como objeto) e operacionalmente (como processo). Como instrumento de investigação foi utilizado um questionário com nove questões que foi aplicado a dois grupos de alunos do Curso de Matemática de uma instituição particular de São Paulo. Um deles constituídos por alunos que haviam estudado recentemente a noção de Integral e o outro, por estudantes que o fizera há cerca de um ano. Concluiu-se que, no caso do primeiro grupo, os alunos, além de terem apresentado variados tipos de equívocos em cálculos operatórios, os processos que envolvem a noção integral ora manifestam concebidos ora não, concorrendo para o prejuízo da concepção estrutural, o que não ocorreu no segundo grupo. Observou-se que a totalidade dos alunos pesquisados, aparentemente mobilizara a concepção estrutural, uma vez que aplicaram o objeto matemático para determinar a área de regiões planas sob o gráfico de funções, mas quando colocados numa situação particular em que se exigia uma reflexão para o emprego do conceito como objeto, eles não exibiram suficiente segurança em sua concepção estrutural, procurando refúgio em processos algébricos