O dimensionamento de Regiões D (regiões em que não é aplicável a Hipótese de Bernoulli), embora amplamente estudado e discutido, é um tópico ainda em desenvolvimento e com normatização relativamente escassa. Os métodos mais comumente empregados são o Método dos Elementos Finitos (MEF) e o Método de Bielas e Tirantes (MBT). A dissertação expõe a base teórica e a metodologia dos dois métodos no dimensionamento de estruturas de concreto armado ao Estado Limite Último e aborda a utilização da otimização, em especial da otimização topológica, na definição dos modelos para o MBT. Metodologias para a aplicação dos dois métodos são propostas e aplicadas a exemplos práticos de Regiões D com recomendações normativas específicas para seu dimensionamento (consolo e viga parede biapoiada) e também a uma viga parede de geometria complexa, os resultados através de diferentes técnicas de dimensionamento são comparados e discutidos, assim como a utilização da otimização como meio de obtenção de modelos. / The design of D-Regions (Regions where the Bernoulli hypothesis is not valid), although widely studied and discussed, is a topic still under development and with relatively little standardization, especially in Brazil. The most commonly used methods are the Finite Element Method (FEM) and the Strut-And-Tie Method (STM). The theoretical basis and methodology of both methods in the design of reinforced concrete structures are presented as well as the use of optimization, especially topology optimization, in the definition of STM models. Procedures are proposed for both methods and applied to practical examples of D-Regions with specific recommendations for its design (Corbel and Deep Beam) as well as a deep beam with complex geometry, the results using the different design methods are compared and discussed as well as the use of optimization as a means of obtaining STM models.

Submitted by Fabio Sobreira Campos da Costa (fabio.sobreira@ufpe.br) on 2017-02-13T15:43:41Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) BeserraLeilaPHD.pdf: 10346236 bytes, checksum: 81c86186782c90c4de4db587d6f7d5a9 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-13T15:43:41Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) BeserraLeilaPHD.pdf: 10346236 bytes, checksum: 81c86186782c90c4de4db587d6f7d5a9 (MD5) Previous issue date: 2015-08-31 / CNPq / O fraturamento hidráulico é uma técnica amplamente utilizada pela engenharia de petróleo principalmente para aumentar o índice de produtividade ou injetividade dos poços. Essa técnica consiste na injeção de um fluido penetrante na formação, sob uma pressão suficientemente alta para causar a ruptura da rocha, iniciando assim uma fratura que se converte em um canal de alta permeabilidade e facilita o escoamento de hidrocarbonetos. A técnica de fraturamento hidráulico tem sido responsável pela viabilização econômica de muitos campos petrolíferos em todo o mundo e a compreensão dos mecanismos que determinam o fraturamento, bem como a busca de métodos que permitam prever a geometria da fratura induzida e também determinar a pressão de injeção de fluidos necessária para que o fraturamento ocorra, são de fundamental importância para estabelecer um melhor projeto de explotação desses campos. O objetivo principal deste trabalho é desenvolver uma nova metodologia para simular numericamente, de maneira robusta, estável e eficiente, o problema de fraturamento hidráulico em formações rochosas de baixa permeabilidade pelo método dos elementos finitos, usando a aproximação contínua de descontinuidades fortes. Além de propor uma formulação que incorpora o efeito de descontinuidades permeáveis ou impermeáveis no problema de fluxo em meios porosos. A técnica de descontinuidades fortes incorporadas se mostrou eficiente, em relação ao custo computacional, para simular o fraturamento, uma vez que permite discretizar o domínio do problema com malhas relativamente grosseiras e, ainda assim, capturar, adequadamente, o efeito de uma descontinuidade de espessura muito menor do que o tamanho dos elementos da malha. A metodologia desenvolvida neste trabalho foi capaz de simular adequadamente o problema de fraturamento hidráulico em meios contínuos ou em formações rochosas com fraturas naturais preexistentes. E os resultados obtidos contribuem para o melhor entendimento do mecanismo de fraturamento em formações rochosas e a influência dos vários fatores envolvidos no processo. / Hydraulic fracturing is a widely used technique in the petroleum engineering for the generation of a high conductivity channel in the rock formation, increasing the productivity or injectivity index of wells. This technique consists of injecting a fracturing fluid in the rock formation, under a high enough pressure to induce the rock failure. Once started, the fracture is converted into a high permeability channel for the flow of hydrocarbons. The hydraulic fracturing has been in charge of the economic feasibility of many oil fields around the world and understanding the mechanism that determine the fracturing as well as the search for methods to predict the geometry of the induced fracture and also determine the fluid pressure required for the fracturing to occur, are crucial to establish a better exploitation design for these oil fields. The main purpose of this work is to develop a new methodology to numerically simulate, in a robust, stable and efficient way, the hydraulic fracturing problem in low permeability rock formations using the strong discontinuity approach. In addition, it also proposes a formulation that embeds the effect of a permeable or impermeable discontinuity for the fluid flow into the finite element. The technique of embedded strong discontinuities has been proved to be an efficient manner to simulate the fracturing problem, since it allows to discretize the problem domain with relatively coarse meshes and capture, properly, the effect of a discontinuity much thinner than the size of the element. The methodology developed in this work was able to properly simulate the hydraulic fracturing problem in a continuous media or in reservoirs crossed by natural fractures. The results obtained have contributed to a better understanding of the fracturing mechanism in rocks and the influence of the numerous involver factors.

Esta dissertação teve como principal objetivo desenvolver um estudo de caracterização dos maciços rochosos em encostas naturais, via levantamento e análises das principais descontinuidades presentes no sítio urbano da cidade de Ouro Preto- M.G. Nesta pesquisa, utilizou-se as classificações geomecânicas como ferramenta para o mapeamento geotécnico, com a geração de documentos cartográficos na escala 1:5.000, em uma área de aproximadamente 2,88 km2, compreendendo uma parcela da Serra de Ouro Preto e do centro histórico. Os sistemas de classificações geomecânicos, Sistema RMR (BIENIAWSKI, 1989), Sistema Q (BARTON et al., 1974) e Sistema SMR (ROMANA, 1985), utilizados na pesquisa, expressaram o comportamento dos maciços rochosos que, associados aos documentos cartográficos gerados, serviram de base para a elaboração das cartas de zoneamento. Como ferramenta auxiliar, foi proposto um índice de correção para o parâmetro R.Q.D. ( \"Rock Qualily Designation\"), com a finalidade de adequar os valores deste parâmetro, de acordo com o comportamento dos maciços em campo, visto que os primeiros valores se apresentaram elevados. Os documentos cartográficos gerados foram: mapas de documentação I e II, mapa geológico, mapa de feições dos movimentos gravitacionais de massa e processos correlatos, carta das encostas com suas declividades e cartas de zoneamento para cada sistema de classificação geomecânica. / The main objective at this work is to develop a study at characterization of rock masses in natural slopes, in agreement with lifting and analysis of the principal descontinuitys present in the urban area of Ouro Preto-M.G. That work to make use of geomechanics classifications as tools to engineering geological mapping with generation of the carthographycal documents at scale 1:5,000 at area of aproximate 2,88 km2, that area cover part of Serra de Ouro Preto and historical center. The systems of geomechanic classifications, System RMR (BIENIAWSKI, 1989), System Q (BARTON et al., 1974) e System SMR (ROMANA, 1985) used in research expression the rock mass behavior, that associate carthographycal documents general with base to making zonning chart. As auxiliary tool was propose a correction index for R.Q.D. (\"Rock Quality Designation\") with aim of adapt the value that R.Q.D. in agreement with behavior at roch mass in field propor the first value presents upper. The carthographical documents produced were: documentation maps I and II, geological map, mass movements and related processes scars map, declivity chart and zonning chart for the geomechanics classifications systems.

Utilizamos neste trabalho duas metodologias distintas, a função do receptor com ondas P e a função do receptor com ondas S, para mapear variações da crosta e interfaces do manto (litosfera-astenosfera, 410 km e 660 km) em diferentes estações sismográficas na placa Sul-Americana. No estudo da interface litosfera-astenosfera, por ser o primeiro realizado nesta região, utilizamos as estações temporárias do IAG/USP em conjunto com as estações permanentes da rede mundial cobrindo toda a placa Sul-Americana. O estudo para as outras interfaces (Crosta-Manto, 410 km e 660 km) foi feito com caráter regional, buscando detalhar características da crosta e manto na região estável da placa. Para ambos os métodos os traços (sismogramas) foram rotacionados para o sistema LQT, deconvolvidos, agrupados por pontos de perfuração e por estações, e finalmente empilhados. Nos traços empilhados as fases convertidas de interesse (Ps, Ppps, Ppss+Psps e Sp) foram identificadas e interpretadas. Para a parte estável da placa obtivemos um valor médio de espessura da crosta de 39.4±0.6 km, variando desde 31.0±0.5 km para a província Borborema, até 41.3±1.0 km para a bacia do Paraná, onde aplicamos uma correção para descontar o efeito do sedimento. A razão de velocidade para a crosta, Vp/Vs, apresentou valores mais altos para a bacia do Paraná (~1.75±0.08) e região litorânea oriental (>1.74), enquanto que as regiões cratônicas (cráton São Francisco e Amazônico) apresentaram valores de Vp/Vs baixos (<1.72), chegando até 1.68. O valor médio de Vp/Vs para todas as estações analisadas foi de 1.73±0.02. As variações dos tempos para as interfaces do manto mostraram boa correlação com resultados de tomografia sísmica de outros trabalhos, indicando alterações de até 5% na velocidade das ondas sísmicas para o manto superior sob os crátons, uma deflexão de até 15 km na interface de 660 km para a região Sul da bacia do Paraná e se mostraram bem correlacionadas com as médias globais para as outras região estudadas. Por fim, a espessura da litosfera apresentou valores desde ~40 km, sob as regiões de ilhas oceânicas, até ~160 km, sob as regiões mais estáveis. Para as regiões oceânicas a espessura da litosfera se mostra correlacionada com a idade da placa. À medida que adentramos a parte continental, o limite litosfera-astenosfera se torna menos proeminente, atingindo profundidades maiores no interior dos continentes e menores para as regiões marginais. Para a zona de subducção, observamos duas possíveis litosferas, uma oceânica, subduzindo junto com a placa de Nazca, e outra pertencente à parte continental. / Two distinct methodologies, the P- and S-wave receiver functions, are used to map variations in the crustal parameters (thickness and Vp/Vs) and mantle interfaces (lithosphere-asthenosphere, 410 km and 660 km) on a number of different seismograph stations located in the South American plate. The results of the S receiver function for the lithosphere-asthenosphere boundary are the first of this kind ever performed in South American continent and showed the large scale variations of this interface. To perform this study we analyze data from various global permanent stations together with all available data from temporary stations operated by the IAG/USP during the last15 years. For both methods the traces (seismograms) were rotated to the LQT system, deconvolved, grouped by piercing points and stations, and finally stacked. In the stacked traces, the converted phases (Ps, Ppps, Ppss+Psps and Sp) were identified and interpreted. Inside the stable part of the plate we found a mean crustal thickness of 39.4±0.6 km, ranging from 31.0±0.5 km in Borborema Province up to 41.3±1.0 km in the Paraná Basin, where we applied a correction to remove the sediment effects on the crustal estimates. The crustal velocity ratios, Vp/Vs, showed higher values for the Paraná Basin (~1.75±0.08) and Ribeira belt (>1.74), while the cratonic regions (São Francisco and Amazon cratons) showed low values of Vp/Vs (<1.72), down to 1.68. The average Vp/Vs obtained for all stations was equal to 1.73±0.02. The observed times of the converted mantle phases presented a good correlation with other tomographic studies, indicating that the upper mantle for the cratonic roots may be characterized by a variation up to 5% in seismic velocities, a 15 km deflection in the South Paraná 660 km discontinuity (probably due to a decreased temperature caused by the subducted slab); for other regions the converted times were close to the global average. As a final result, the lithospheric thickness presented values ranging from ~40 km under oceanic islands, to ~160 km under the stable continental regions. We found that for the oceanic islands the thickness of the lithosphere is correlated with the age of the plate. When we go further inside the continents, the lithosphere-asthenosphere boundary becomes less sharp, reaching larger depths inside the continents and shallower depths near the continental margin. In the Andean subduction area, we observed two possibles lithospheres, one oceanic, subducting together with the Nazca plate, and another belonging to the Continent, parallel to the crust interface.

Made available in DSpace on 2016-04-28T19:34:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Nelci Vieira de Lima.pdf: 40974313 bytes, checksum: a222d03e9dbfad54dd48db76547c99c4 (MD5) Previous issue date: 2016-02-16 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This thesis is based theoretically on Historiography Linguistics, discipline whose methods instituted by Koerner (1996, 2014) and Swiggers (2009, 2012), allow us to draw our object of study, namely: the linguistic thought expressed by men of the century sixteenth and twenty­ first century about the orthographic issues involving the Portuguese language within the established time clippings. Serve in the theoretical basis also the work of Auroux (2009), whose considerations aim at the historian's role specification of linguistic ideas, which in our view is consistent with our role of historiographers of linguistics. As to the objectives, that approach prompts us to the understanding of how to unveil not only the linguistic thinking, but also political and ideological positioning of the Renaissance grammarians of Portuguese, Joao de Barros and Fernão de Oliveira, as well as the Portuguese intellectuals the twenty-first century, Vasco Graya Moura and Antonio Emiliano - who demonstrated against the Orthographic Agreement of 1990 - about the linguistic and orthographic issues of language. Corroborates the justification for carrying out our work, the prospect of Schilieben-Langue (1993, p.138), who matter to the description of the history of argumentative communities in which they discuss issues that relate to languages. Thus we have the background of human intervention in the language, or rather the Linguistic Policy, and more specifically, the issue of orthographic standard that is recurrent in history. As a hypothesis, we suggest that there is a confluence between the linguistic thought of men of two seasons marked precisely by their political-ideological attitude towards the language and orthographic issues. Now, taking into account that our analysis is constructed in order to relate ideas and linguistic practices in its social, cultural, political and institutional context (Cf. Swigger, 2009), and that the methodology of historical writing, which involves aspects of categorization, deep categorization and well-structured exhibition which allows the past to be rebuilt according to the categorization of the historian (Swiggers, 2012, p. 43), we can say, regarding the conclusions reached, this research fits into the hall a much continuist historiography, than, exactly, discontinuist. Aside from that, we can also say that what we had achieved here is the realization of a two historiographical dialogue, however, marked by an intersection point, which is observed by the very parallelistic structure of the writing of the thesis. Getting marked, precisely at this point of intersection, the continuities in the linguistic thought of the men of the two centuries that have positioned themselves politically and ideologically, before the language, worrying about the orthographic issues existing at different historic moments. Finally, we conclude that these men demonstrated, above all, a sense of ownership linked to a nationalist defense of the Portuguese language / Esta tese fundamenta-se teoricamente na Historiografia Linguística, disciplina cujos métodos, instituídos por Koerner (1996, 2014) e Swiggers (2009, 2012), permitem-nos delinear nosso objeto de estudo, qual seja: o pensamento linguístico manifestado pelos homens do século XVI e do século XXI a respeito das questões ortográficas que envolveram a Língua Portuguesa nos recortes temporais estabelecidos. Serve-nos de base teórica também o trabalho de Auroux (2009), cujas considerações visam a especificação do papel do historiador das ideias linguísticas, o que a nosso ver, se coaduna com o nosso papel, de historiógrafos da linguística. Quanto aos objetivos, este percurso impele-nos ao entendimento da forma como se desvelam, não só o pensamento linguístico, mas também o posicionamento politico-ideológico dos gramáticos renascentistas da língua portuguesa, João de Barros e Fernão de Oliveira, assim como dos intelectuais portugueses do século XXI, Vasco Graça Moura e Antônio Emiliano - que se manifestaram contra o Acordo Ortográfico de 1990 - a respeito das questões linguísticas e ortográficas da língua. Corrobora com a justificativa para a realização de nosso trabalho, a perspectiva de Schilieben-Langue (1993, p.138), para quem importa fazer a descrição da história das comunidades argumentativas, nas quais se discutem questões que dizem respeito às línguas. Assim, temos como pano de fundo a intervenção humana na língua, ou melhor, a Politica Linguística, e mais especificamente, a temática da norma ortográfica que se faz recorrente na historia. Como hipótese, sugerimos que haja uma confluência entre o pensamento linguístico dos homens das duas épocas, marcado, justamente, por sua postura política-ideológica frente à língua e as questões ortográficas. Ora, levando em consideração que nossa analise se constrói de forma a relacionar ideias e práticas linguísticas a seu contexto social, cultural, politico e institucional (Cf Swigger, 2009), e ainda que a metodologia da redação histórica, que envolve os aspectos de categorização, categorização profunda e exposição bem estruturada, que permite que o passado seja reconstruído de acordo com a categorização do historiógrafo (Swiggers, 2012, p. 43), podemos afirmar, em relação as conclusões obtidas, que esta pesquisa se insere no hall de uma historiografia muito mais continuísta, do que, propriamente, descontinuaste. Afora isso, resta-nos dizer que o que, aqui, se concretizou foi a realização de dois diálogos historiográficos, porem, marcados por uma ponto de intersecção, que se observa pela própria estrutura paralelística da redação da tese. Ficando marcadas, justamente nesse ponto de intersecção, as continuidades no pensamento linguístico dos homens, que se posicionaram, politica e ideologicamente, nesses dois séculos, perante a língua, preocupando-se com as questões ortográficas que a envolveram em diferentes épocas. Por fim, concluímos que esses homens demonstraram, sobretudo, um sentimento de posse vinculado a uma defesa nacionalista da língua lusitana

Utilizamos neste trabalho duas metodologias distintas, a função do receptor com ondas P e a função do receptor com ondas S, para mapear variações da crosta e interfaces do manto (litosfera-astenosfera, 410 km e 660 km) em diferentes estações sismográficas na placa Sul-Americana. No estudo da interface litosfera-astenosfera, por ser o primeiro realizado nesta região, utilizamos as estações temporárias do IAG/USP em conjunto com as estações permanentes da rede mundial cobrindo toda a placa Sul-Americana. O estudo para as outras interfaces (Crosta-Manto, 410 km e 660 km) foi feito com caráter regional, buscando detalhar características da crosta e manto na região estável da placa. Para ambos os métodos os traços (sismogramas) foram rotacionados para o sistema LQT, deconvolvidos, agrupados por pontos de perfuração e por estações, e finalmente empilhados. Nos traços empilhados as fases convertidas de interesse (Ps, Ppps, Ppss+Psps e Sp) foram identificadas e interpretadas. Para a parte estável da placa obtivemos um valor médio de espessura da crosta de 39.4±0.6 km, variando desde 31.0±0.5 km para a província Borborema, até 41.3±1.0 km para a bacia do Paraná, onde aplicamos uma correção para descontar o efeito do sedimento. A razão de velocidade para a crosta, Vp/Vs, apresentou valores mais altos para a bacia do Paraná (~1.75±0.08) e região litorânea oriental (>1.74), enquanto que as regiões cratônicas (cráton São Francisco e Amazônico) apresentaram valores de Vp/Vs baixos (<1.72), chegando até 1.68. O valor médio de Vp/Vs para todas as estações analisadas foi de 1.73±0.02. As variações dos tempos para as interfaces do manto mostraram boa correlação com resultados de tomografia sísmica de outros trabalhos, indicando alterações de até 5% na velocidade das ondas sísmicas para o manto superior sob os crátons, uma deflexão de até 15 km na interface de 660 km para a região Sul da bacia do Paraná e se mostraram bem correlacionadas com as médias globais para as outras região estudadas. Por fim, a espessura da litosfera apresentou valores desde ~40 km, sob as regiões de ilhas oceânicas, até ~160 km, sob as regiões mais estáveis. Para as regiões oceânicas a espessura da litosfera se mostra correlacionada com a idade da placa. À medida que adentramos a parte continental, o limite litosfera-astenosfera se torna menos proeminente, atingindo profundidades maiores no interior dos continentes e menores para as regiões marginais. Para a zona de subducção, observamos duas possíveis litosferas, uma oceânica, subduzindo junto com a placa de Nazca, e outra pertencente à parte continental. / Two distinct methodologies, the P- and S-wave receiver functions, are used to map variations in the crustal parameters (thickness and Vp/Vs) and mantle interfaces (lithosphere-asthenosphere, 410 km and 660 km) on a number of different seismograph stations located in the South American plate. The results of the S receiver function for the lithosphere-asthenosphere boundary are the first of this kind ever performed in South American continent and showed the large scale variations of this interface. To perform this study we analyze data from various global permanent stations together with all available data from temporary stations operated by the IAG/USP during the last15 years. For both methods the traces (seismograms) were rotated to the LQT system, deconvolved, grouped by piercing points and stations, and finally stacked. In the stacked traces, the converted phases (Ps, Ppps, Ppss+Psps and Sp) were identified and interpreted. Inside the stable part of the plate we found a mean crustal thickness of 39.4±0.6 km, ranging from 31.0±0.5 km in Borborema Province up to 41.3±1.0 km in the Paraná Basin, where we applied a correction to remove the sediment effects on the crustal estimates. The crustal velocity ratios, Vp/Vs, showed higher values for the Paraná Basin (~1.75±0.08) and Ribeira belt (>1.74), while the cratonic regions (São Francisco and Amazon cratons) showed low values of Vp/Vs (<1.72), down to 1.68. The average Vp/Vs obtained for all stations was equal to 1.73±0.02. The observed times of the converted mantle phases presented a good correlation with other tomographic studies, indicating that the upper mantle for the cratonic roots may be characterized by a variation up to 5% in seismic velocities, a 15 km deflection in the South Paraná 660 km discontinuity (probably due to a decreased temperature caused by the subducted slab); for other regions the converted times were close to the global average. As a final result, the lithospheric thickness presented values ranging from ~40 km under oceanic islands, to ~160 km under the stable continental regions. We found that for the oceanic islands the thickness of the lithosphere is correlated with the age of the plate. When we go further inside the continents, the lithosphere-asthenosphere boundary becomes less sharp, reaching larger depths inside the continents and shallower depths near the continental margin. In the Andean subduction area, we observed two possibles lithospheres, one oceanic, subducting together with the Nazca plate, and another belonging to the Continent, parallel to the crust interface.

[pt] Neste presente trabalho, o Método do Casamento de Modos é aplicado na análise e no projeto de estruturas coaxiais. A estrutura de excitação é um dos pontos críticos do projeto de antenas do tipo discone quando se pretende explorar suas características de banda larga. Seções não uniformes de guias de ondas coaxiais são usualmente utilizadas como elementos dessa estrutura de excitação sendo, eventualmente, necessária a inclusão de anéis dielétricos para garantir a rigidez mecânica da antena. Devido a essas não uniformidades encontradas nas dimensões e no meio dielétrico desse dispositivo de microondas, métodos numéricos serão utilizados na predição do seu comportamento eletromagnético. O correto dimensionamento desses anéis e das descontinuidades de guias de onda coaxiais que compõe a estrutura de alimentação, permite estabelecer um compromisso entre minimização das perdas, alargamento da banda passante e rigidez mecânica. Associados ao Método do Casamento de Modos serão utilizados algoritmos de otimização que farão o ajuste das dimensões dessas seções de guias de onda coaxiais não uniformes, visando à minimização da perda de retorno e o aumento da banda de operação da antena. Finalmente, será feito o estudo de algumas estruturas de excitação, onde serão otimizados seus desempenhos para a perda de retorno. / [en] In this present work, the Mode Matching technique is applied in the analysis and project of coaxial structures. The feed junction is one of the critical points of the project of discone antennas when broadband performance is expected. Usually, these junctions are composed of nonuniform sections of coaxial waveguide and, to guarantee the necessary mechanical rigidity of the structure, some sections are filled with dielectric material. The project of these feed junctions requires a compromise between frequency band, compact structure, minimal losses, and mechanical rigidity. Due to the discontinuities, numerical methods are used to predict the electromagnetic behavior. Here, Mode Matching technique associated with an optimization algorithm is employed in the adjustment of the dimensions of the coaxial waveguide sections, seeking the minimization of the return loss and the enlargement of the antenna bandwidth. Several types of junctions are explored and their performance is compared.