Programa de Pós Graduação em Engenharia Civil. Departamento de Engenharia Civil, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto. / Submitted by giuliana silveira (giulianagphoto@gmail.com) on 2016-01-20T16:28:14Z No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO_AnáliseInelásticaSegunda.pdf: 1410174 bytes, checksum: 1dc532abf4cf6d0a37671c517fefcdbc (MD5) / Approved for entry into archive by Oliveira Flávia (flavia@sisbin.ufop.br) on 2016-01-20T16:35:29Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO_AnáliseInelásticaSegunda.pdf: 1410174 bytes, checksum: 1dc532abf4cf6d0a37671c517fefcdbc (MD5) / Made available in DSpace on 2016-01-21T11:04:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO_AnáliseInelásticaSegunda.pdf: 1410174 bytes, checksum: 1dc532abf4cf6d0a37671c517fefcdbc (MD5) Previous issue date: 2006 / Este trabalho traz os fundamentos para uma análise inelástica de segunda ordem em sistemas estruturais metálicos bidimensionais. As metodologias e formulações estudadas têm o objetivo de simular os efeitos da plastificação do aço de uma forma simples e eficiente. O sistema computacional oriundo deste trabalho pode ser considerado a primeira tentativa de desenvolver um programa de análise avançada de estruturas metálicas. A primeira abordagem inelástica estudada é dividida em duas formulações baseadas no método da rótula plástica: a elasto-plástica e a plástica-refinada. A primeira utiliza as prescrições da AIC-LRFD para definir uma superfície de interação M-P, que é responsável pela capacidade resistente limite da seção transversal metálica. A segunda é considerada um refinamento da primeira, onde são utilizadas formulações específicas para simular a degradação da rigidez da seção e do módulo de elasticidade. Em ambas formulações são utilizadas as funções de estabilidade para simular o efeito da nãolinearidade geométrica. A outra abordagem inelástica implementada baseia-se no conceito da “seção montada”. Ela foi desenvolvida diretamente para a formulação plástica-refinada e utiliza uma curva de interação M-P que varia de acordo com as dimensões de cada perfil. Essa abordagem utiliza equações desacopladas de rigidez para simular os efeitos de segunda ordem. A formulação elasto-plástica é então obtida através da simplificação da plásticarefinada. A avaliação da eficiência das formulações estudadas e implementadas é feita através da análise de vários problemas estruturais metálicos encontrados na literatura, cujos resultados são usados especificamente para validação de formulações inelásticas. Muitos desses resultados foram obtidos por métodos de comprovada precisão, como por exemplo, o método da zona plástica. No final deste trabalho são apresentadas algumas considerações adicionais envolvendo as formulações inelásticas estudadas. ___________________________________________________________________ / ABSTRACT: This work brings the beddings for a second-order inelastic analysis in twodimensional structural steel frames. The methodologies and formulations studied try to simulate the steel plastification effects in a simple and efficient form. The computational system obtained of this work can be considered the first attempt to develop a program for an advanced analysis of steel structures The first inelastic model studied is divided in two formulations, which are based on the methodology of the plastic-hinge: the elastic-plastic and the refined-plastic. The first one uses the full-yield surface given by AISC-LRFD which define the limit strength capacity of the cross-section before the complete yield. The second formulation is considered a refinement of the first one, where specific procedures are used to simulate the degradation of the stiffness of the section and the elasticity modulus. The stability functions are used in both formulations to simulate the non- linear geometric effects. Another implemented inelastic methodology is based on "section assemblage concept". This formulation was developed directly for the refined-plastic approach and it is a more rigorous and rational method of analysis by considering the section capacity under moment and axial force via the modeling of an I and H section by three rectangular strips. This model uses detached stiffness equations to simulate second order effects. The elastic-plastic formulation is considered a simplification of the refined-plastic one. The efficiency of the formulations studied and implemented is evaluated through the analysis of some steel structural problems found in the literature, whose results are specifically used for validation of inelastic formulations. Many of these results are given by high precision methods, as the plastic zone method. At the end of this work some considerations about the inelastic formulations studied are presented.

Programa de Pós Graduação em Engenharia Civil. Departamento de Engenharia Civil, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto. / Submitted by giuliana silveira (giulianagphoto@gmail.com) on 2016-01-20T16:40:41Z No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO_AnáliseNão-linearComportamento.pdf: 507375 bytes, checksum: 65fa1cb7720f27bc513c281ea73bffec (MD5) / Approved for entry into archive by Oliveira Flávia (flavia@sisbin.ufop.br) on 2016-01-20T18:08:54Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO_AnáliseNão-linearComportamento.pdf: 507375 bytes, checksum: 65fa1cb7720f27bc513c281ea73bffec (MD5) / Made available in DSpace on 2016-01-21T11:43:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO_AnáliseNão-linearComportamento.pdf: 507375 bytes, checksum: 65fa1cb7720f27bc513c281ea73bffec (MD5) Previous issue date: 1997 / O comportamento de pórticos planos metálicos com ligações semi-rígidas é analisado através de um modelo numérico que incorpora a não-linearidade geométrica nos moldes do Método dos Elementos Fintitos (MEF). É empregado um algoritmo combinado que associa os aspectos de convergência do método incrementalinterativo tangente, calculando-se o vetor de cargas desequilibradas através da consideração de movimentos de corpo rígido. Os efeitos devidos às não-linearidades adicionais oriundas da presença das ligações semi-rígidas são considerados através do modelo B-Splines Tensionada para representar o comportamento não-linear da relação momento-rotação das ligações. Com a finalidade de avaliar a performance dos modelos adotados, resultados numéricos obtidos são comparados com resultados experimentais de pórticos planos, deslocáveis e indeslocáveis. Desta forma, também é possível verificar o efeito do contraventamento por diagonais ou apoios laterais nos pórticos com ligações semi-rígidas. _______________________________________________________________________ / ABSTRACT : The behavior of steel plane frames witíi semi-rigid connections is focused through the results of a geometrically non-linear analysis by the finite element method. The effects of additional non-linearity arising from the presence of semi-rigid connections are accounted for by representing the non-linear moment-rotation curves as tensioned B-spline curves. The equilibrium path is traced with the aid of a hybrid algorithm which combines the convergence properties of the iterative-incremental tangent method, calculating the unbalancing forces by the consideration of the element rigid body motion. A comparison between experimental and nurnerical results for a particular example is also presented. By the finality to valuation the performance of the adopted modes, numerical results are got and compared with experimental results of plane frame, deslocavable and undeslocavable. Thus, it is possible too verify the effect of bracing for diagonal or lateral beams in the frame with semi-rigid connections.

Programa de Pós Graduação em Engenharia Civil. Departamento de Engenharia Civil, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto. / Submitted by giuliana silveira (giulianagphoto@gmail.com) on 2016-01-22T15:27:04Z No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO_AnálisesNão-linearesSistemas.pdf: 2871691 bytes, checksum: abd9f2f8733998bef4ea1dd19f7e6ce5 (MD5) / Approved for entry into archive by Oliveira Flávia (flavia@sisbin.ufop.br) on 2016-01-25T15:03:16Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO_AnálisesNão-linearesSistemas.pdf: 2871691 bytes, checksum: abd9f2f8733998bef4ea1dd19f7e6ce5 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-01-26T15:30:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO_AnálisesNão-linearesSistemas.pdf: 2871691 bytes, checksum: abd9f2f8733998bef4ea1dd19f7e6ce5 (MD5) Previous issue date: 2003 / O presente trabalho tem como primeiro objetivo o estudo e a implementação computacional de formulações geometricamente não-lineares de elementos de treliças planas e espaciais, que são sistemas reticulados cujas barras resistem a esforços de tração ou compressão e possuem ambas as extremidades rotuladas. Além disso, este trabalho teve como segundo objetivo a análise estática não-linear, por meio de implementações computacionais, de pórticos planos com ligações semi-rígidas. Para o caso de elementos de treliça, as expressões para a matriz de rigidez e do vetor de forças internas para cada uma das formulações utilizadas são apresentadas, bem como o processo de obtenção das mesmas. Para elementos de pórtico com ligações semi-rígidas, além da matriz de rigidez, são também apresentados métodos para modelar o comportamento não-linear das conexões. Logo depois, é feito um estudo do ambiente computacional e da metodologia utilizada para implementação das formulações estudadas. São realizadas em seguida análises computacionais de sistemas estruturais rotulados e com ligações semi-rígidas, cujos resultados são interpretados e comparados com os valores encontrados na literatura. Algumas conclusões referentes à precisão dos resultados, comparação entre as formulações e eficiência computacional são apresentadas no final da dissertação. ________________________________________________________________ / ABSTRACT : The first objective of this work is the study and the computational implementation of non-linear geometrically formulation of plane and spatial truss elements, i.e., reticuled systems in which the bars have only axial forces and the ends are pinned. The second objective of this work is the non-linear static analysis, by computational implementations, of the plane frames with semi-rigid connections. To the truss element, the stiffness matrix and the internal forces vector expressions are presented for the formulations used. To the semi-rigid plane frame elements, what is more, it is also presented methods for connections non-linear behavior modeling. After that, a study of the computational environment and the methodology used is made for implementation of the formulations studied. Next, computational analyses are performed for pinned and semi-rigid structural systems, in which the results are compared with the values found in papers. Some conclusions about the results precision, formulations implemented and computational efficiency are presented at the end of the dissertation.

Programa de Pós Graduação em Engenharia Civil. Departamento de Engenharia Civil, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto. / Submitted by giuliana silveira (giulianagphoto@gmail.com) on 2016-01-27T17:57:29Z No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO_AvaliaçãoComportamentalJuntas.pdf: 2736305 bytes, checksum: 846af5e9022cfd295e10b918bfddfd38 (MD5) / Approved for entry into archive by Oliveira Flávia (flavia@sisbin.ufop.br) on 2016-01-27T18:48:27Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO_AvaliaçãoComportamentalJuntas.pdf: 2736305 bytes, checksum: 846af5e9022cfd295e10b918bfddfd38 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-01-28T12:38:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO_AvaliaçãoComportamentalJuntas.pdf: 2736305 bytes, checksum: 846af5e9022cfd295e10b918bfddfd38 (MD5) Previous issue date: 2001 / Este trabalho apresenta o estudo do comportamento de juntas soldadas de um aço estrutural, do tipo SAC 50, sob fadiga. O material foi soldado através do emprego do processo ao arco elétrico com eletrodo revestido. Além dos ensaios mecânicos tradicionais, aplicou-se metodologias da Mecânica de Fratura, através de ensaios de tenacidade à fratura (COD e Integral J), e ensaios de propagação de trincas por fadiga. Avaliou-se as características comportamentais das três regiões do material: zona fundida, zona termicamente afetada e metal base. Verificou-se, em termos de tenacidade, que as três regiões do material, pelo efeito da soldagem, apresentaram comportamento semelhante. Correlacionou-se os valores obtidos nos ensaios de tenacidade com ensaios de impacto Charpy. A zona fundida apresentou valor de COD, δm, maior que a zona termicamente afetada e o metal base, o que significa maior resistência à propagação de trincas. O efeito do fator R não influenciou significativamente o posicionamento das curvas de propagação de trinca por fadiga na região II. No entanto, para R = 0,7, o valor limiar (threshold), ΔKth, sofreu uma alteração significativa, diminuindo para o caso do metal base. Pôde-se verificar, também, que para o ensaio de propagação de trinca por fadiga, o valor limiar, para o metal base foi inferior às outras regiões do CP, caracterizando um pior desempenho. A partir do ensaio de Integral J pôde-se estimar um valor de JQ para o metal base. E ainda, fez-se análises microfractográficas dos CPs ensaiados. Verificou-se o aspecto dúctil das fraturas do material, através de “dimples”. No entanto, para ensaios de impacto Charpy, em ‘baixas” temperaturas, o material apresentou o aspecto frágil das fraturas através da presença de facetas de clivagem. ______________________________________________________________________________________________ / ABSTRACT : This work studied the behavior of welded joints of structural steel type “SAC 50” under fatigue. The material was welded using the process of electric arc with coated electrodes. Besides using the traditional mechanical tests, methods of fractures mechanics were applied through tests of fracture resistance (COD and J integral) and of the fatigue crack propagation. The behavioral features of three areas of interest (cast zone, heat affected zone and base metal) were determined. In terms of strength, the conclusions were that the three areas presented similar behavior considering the welding effect. The values obtained from resistance tests were later related to those from Charpy impact tests. The cast zone presented a higher COD value than the base metal i.e. higher fracture toughness. The effect of the R factor did not present a strong influence in the position of the fatigue crack propagation curves caused by fatigue. However, for R = 0.7, the threshold value (ΔKth), was slightly altered, being reduced in the case of the base metal. For the fatigue crack propagation test, the threshold value for the base metal was lower than that in the another areas of the specimens, indicating a worse performance. Considering the J integral test, it is possible to estimate a JQ value for the base metal. Also, microfractography analyses of specimen were made. The ductile aspect of the material fractures was revealed by the existence of dimples, although, for the Charpy impact test performed under low temperature, the brittle aspect was revealed by.

Programa de Pós Graduação em Engenharia Civil. Departamento de Engenharia Civil, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto. / Submitted by giuliana silveira (giulianagphoto@gmail.com) on 2016-01-29T16:39:30Z No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO_EstratégiasIncrementoCarga.pdf: 1293563 bytes, checksum: cbdaab26d1b85384dc48ea9ad1928560 (MD5) / Approved for entry into archive by Oliveira Flávia (flavia@sisbin.ufop.br) on 2016-02-01T15:54:00Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO_EstratégiasIncrementoCarga.pdf: 1293563 bytes, checksum: cbdaab26d1b85384dc48ea9ad1928560 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-02-03T11:28:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO_EstratégiasIncrementoCarga.pdf: 1293563 bytes, checksum: cbdaab26d1b85384dc48ea9ad1928560 (MD5) Previous issue date: 2000 / Este trabalho tem como objetivo a implementação computacional e a análise de estratégias de incremento de carga e de iteração encontradas na literatura. Essas estratégias acopladas ao método de Newton-Raphson (padrão ou modificado) são usadas nesta dissertação para estudar o equilíbrio e a estabilidade de sistemas estruturais esbeltos. Num contexto computacional essas estratégias são implementadas aqui, para um dado passo de carga, em duas etapas: i) a partir de uma dada configuração de equilíbrio da estrutura, calcula-se uma solução incremental inicial (ou predita) seguindo alguma estratégia de incremento de carga. Atenção especial é dada neste trabalho às estratégias baseadas na relação Id (número de iterações desejada) / tI (número de iterações do passo de carga anterior) e no parâmetro de rigidez GSP (General Stifness Parameter); ii) em seguida, corrige-se essa solução predita com iterações subseqüentes do tipo Newton-Raphson até se atingir a nova configuração de equilíbrio. A fim de evitar problemas de convergência da solução próxima a pontos limites e de bifurcação da trajetória de equilíbrio, utilizam-se estratégias de iteração que, associadas ao esquema usual do tipo Newton-Raphson, permitem alcançar respostas da estrutura além desses pontos críticos. Entre os procedimentos implementados aqui, destacam-se: as formas linearizadas e quadráticas do método do comprimento de arco (comprimento de arco esférico e cilíndrico), a resposta ponderada constante, a norma mínima dos deslocamentos residuais, a técnica do resíduo ortogonal e o método do deslocamento generalizado. No final da dissertação, através da análise de vários sistemas estruturais esbeltos (colunas, pórticos e arcos), faz-se uma avaliação da eficiência computacional dessas estratégias. O objetivo é chegar na melhor modelagem numérica para o traçado completo da trajetória de equilíbrio da estrutura (curva carga-deslocamento) indicando regiões de ganho e de perda de rigidez, os pontos limites de carga ("snap-through") e de deslocamento ("snap-back”) e, se possível, indicar a presença de pontos de bifurcação. _____________________________________________________________________________________________________________ / ABSTRACT : This study aims to present incremental-iterative solution techniques for structural non-linear analysis. The solution methods documented here are based on a finite element application. In order to solve the resulting algebraic non-linear equations and to obtain non-linear equilibrium paths, the Newton-Raphson method (full or modified) is used together with traditional continuation methods. In a computational context, two distinct steps are required for the successful completion of a single load step in an incremental-iterative scheme: i) The selection of a suitable external load following some strategies for automatic load incrementation. The choice of increment size is important and should reflect the current degree of non-linearity. Various methods for controlling the increment size have been implemented here, where special attention is given for the use of the ratio Id (desired number of iterations) / tI (actual number of iterations required for convergence in the previous load step) and the use of generalised stiffness parameter (GSP); ii) The selection of an appropriate iterative strategy, adapted in Newton schemes, for application in subsequent iterative cycles with the aim of restoring equilibrium as rapidly as possible. Special attention is given here to the linear and quadratic arc-length strategy, the constant ‘weighted response’, the minimum unbalanced displacement norm, the generalized displacement control technique, and the orthogonal residual procedure. These iterative strategies allow limit points to be passed and, consequently, snap buckling phenomena to be identified. Additionally, the use of very small random nodal imperfections enables one to identify bifurcation points and the associated postbifurcation solution. Finally both computational capabilities and performance of these path-following techniques are investigated with model problems of columns, frames and arches showing geometrically non-linear behaviour.

Programa de Pós Graduação em Engenharia Civil. Departamento de Engenharia Civil, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto. / Submitted by giuliana silveira (giulianagphoto@gmail.com) on 2016-02-18T17:19:31Z No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO_FormulaçõesNão-LinearesElementos.pdf: 2632846 bytes, checksum: 3079c465b13f6270b2b1abbdb99d5a6b (MD5) / Approved for entry into archive by Oliveira Flávia (flavia@sisbin.ufop.br) on 2016-04-08T14:20:31Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO_FormulaçõesNão-LinearesElementos.pdf: 2632846 bytes, checksum: 3079c465b13f6270b2b1abbdb99d5a6b (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-13T14:13:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO_FormulaçõesNão-LinearesElementos.pdf: 2632846 bytes, checksum: 3079c465b13f6270b2b1abbdb99d5a6b (MD5) Previous issue date: 2000 / Este trabalho tem como principais objetivos o estudo e a implementação computacional de formulações geometricamente não-lineares para elementos finitos reticulados planos encontradas na literatura recente. Essas formulações, além de permitir a determinação da matriz de rigidez e do vetor de forças internas de forma direta, podem ser acopladas com relativa facilidade a várias estratégias de solução não-linear. Procurando fornecer diferentes opções de modelagem de problemas de instabilidade usando esses elementos finitos reticulados planos, foram implementadas as seguintes formulações geometricamente não-lineares: (i) formulações definidas por Alves (1993b) e Torkamani et al. (1997), implementadas aqui com procedimentos distintos de se avaliar o vetor de forças internas: forma total e forma incremental; (ii) formulações propostas por Yang e Kuo (1994), que se basearam em modelos linearizado, linearizado-simplificado e com termos de ordem elevada; foram ainda introduzidas por esses autores duas abordagens diferentes, implementadas neste trabalho, de obtenção do vetor de forças internas: deslocamentos naturais incrementais e rigidez externa; e (iii) formulações em referencial Lagrangiano total, propostas por Pacoste e Eriksson (1997), baseadas em diferentes relações cinemáticas e definições de deformações; cinco formulações foram sugeridas por esses pesquisadores, onde todas foram testadas no presente trabalho. Essas formulações foram adaptadas à metodologia de solução não-linear que usa o método de Newton-Raphson (Silveira, 1995), acoplado às diferentes estratégias de incremento de carga e de iteração que permitem a ultrapassagem de pontos críticos (bifurcação e limite) que possam existir ao longo da trajetória de equilíbrio. A avaliação da eficiência computacional dessas formulações é feita no final do trabalho através da análise de problemas estruturais fortemente não-lineares encontrados na literatura. ___________________________________________________________________________________________________________________ / ABSTRACT : The main objectives of this work are the computational implementation and study of geometrically non-linear formulations for two dimensional frame elements. In the formulations here studied, the stiffness matrix and the internal forces vector can be obtained directly, and they can be easily coupled to different non-linear solution strategies. In order to give different options for the solutions of instability problems these two dimensional frame elements, the following geometrically non-linear formulations were implemented: (i) Alves (1993b) e Torkamani et al. (1997) formulations, where two different procedures to obtain the internal forces vector (total and incremental approaches) were tested; (ii) Yang and Kuo (1994) formulations, where a simplified, a linear-simplified and a higher order planar frame element were used; these authors introduced two methodologies to obtain the internal load vector: natural deformation and external stiffness approaches; (iii) Pacoste and Eriksson (1997) formulations, where a total reference frame (total Lagrangian formulation) was adopted, and different kinematic assumptions and strain definitions were used; five different formulations were presented and tested in the present work. These formulations were coupled to the non-linear solution methodology implemented initially by Silveira (1995), which solves the resulting non-linear equations and obtains the nonlinear equilibrium paths through the Newton-Raphson method together with path following techniques, such as the arc-length schemes proposed by Crisfield and orthogonal residual procedures derived by Krenk. The performance and capacity of these formulations are illustrated by means of several numerical examples.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina. Centro Tecnologico / Made available in DSpace on 2016-01-08T16:12:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 80417.pdf: 4957329 bytes, checksum: 13a9996bc931fc9f67304f9c215284e8 (MD5) Previous issue date: 1989 / Analisam-se os problemas de vibrações de um exaustor de gás clorídrico da Companhia Siderúrgica Nacional, tendo em vista a determinação das causas e sua solução. Cinco métodos de cálculo das freqüências naturais são utilizados e comparados, a saber: métodos de Dunkerley, de Rayleigh, do Determinante Característico, de Interação Matricial e das Matrizes de Transferência. Consideram-se vários efeitos que poderão alterar as freqüências naturais como: redução do diâmetro das mangas do eixo, efeitos giroscópicos, flexibilidade dos discos e dos mancais, número de graus de liberdade, excentricidade dos discos e efeito da inércia rotatória. Efetua-se análise de sinais das vibrações do sistema mediante utilização de gravação em FM e processamento desses sinais em um analisador de vibrações (Fourier Analyser) FFT-5451-C, Hewlett Packard. As propriedades dinâmicas do rotor são obtidas através da análise modal, onde são determinadas as freqüências naturais, modos de vibração e fatores de amortecimento. São discutidos os resultados numéricos e experimentais. Soluções, consistindo em modificações do exaustor, são sugeridas

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil. / Made available in DSpace on 2013-12-05T23:36:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 318336.pdf: 2400266 bytes, checksum: 041957995bdf1738593d465063c58ec9 (MD5) Previous issue date: 2013 / A obtenção de processos construtivos mais econômicos é um objetivo permanente em engenharia. A necessidade de novos processos construtivos para atender a demanda por habitações fez com que a alvenaria estrutural superasse a etapa artesanal e fosse reconhecida como uma opção de tecnologia moderna, eficiente e econômica. O processo construtivo em alvenaria estrutural de blocos cerâmicos vazados, preenchidos ou não com graute, vem sendo cada vez mais utilizado no Brasil e em diversos países. Um parâmetro básico para o dimensionamento em alvenaria estrutural é a resistência uniaxial à compressão. Neste trabalho, foram realizados ensaios de resistência à compressão em unidades de prismas, pequenas paredes e paredes com blocos cerâmicos de 29 e 44 cm de comprimento. O preenchimento dos blocos foi realizado com a mesma argamassa utilizada no assentamento dos blocos. Analisando-se a influência das dimensões dos blocos na resistência à compressão dos primas, pequenas parede e paredes verificou-se que os elementos com blocos de 44cm apresentaram resultados ligeiramente inferiores aos obtidos em elementos com blocos de 29cm. Quanto à resistência para os prismas, pequenas paredes e paredes preenchidos resultados significativamente superiores à resistência com os elementos não preenchidos foram obtidos. / Abstract: A permanente aim of the engineering is to obtain cheaper construction processes . The use of structural masonry to meet the demand for housing was due to changes in the process, with adoption of a modern technology, more efficient and economic. The hollow clay block structural masonry, filled with grout or not, is being increasingly used in Brazil and many other countries. A basic parameter for dimensioning in structural masonry is the uniaxial compressive strength. In this study, laboratory tests were performed to establish the compressive strength of block units, prisms, wallets and walls with both 29 and 44 cm length blocks. The block hollows were filled with the same mortar used for laying of the blocks. The test results have shown that the specimens made with 44 cm length blocks presented slightly lower compressive strength then the results obtained with 29 cm blocks. Regarding to the results for filled hollows of prisms, wallets and walls, these were significantly higher comparing with the resistance of unfilled elements.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil, Florianópolis, 2016. / Made available in DSpace on 2017-01-17T03:13:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 343278.pdf: 6928134 bytes, checksum: 749284b620000ed07d88043153645745 (MD5) Previous issue date: 2016 / Neste trabalho, o enfoque é dado ao dimensionamento de atenuadores dinâmicos sintonizados ? ADS. Além de dimensionar as constantes de mola e amortecimento, determinou-se também o número ideal de atenuadores. Controladores estruturais do tipo ADS são vastamente aplicados na engenharia estrutural, com o objetivo de minimizar as oscilações em construções esbeltas sujeitas a ações de natureza dinâmica. O presente trabalho motivou-se principalmente pela carência nos estudos sobre dimensionamento de múltiplos ADS com determinação do número ideal de controladores. Deste modo, são dimensionados múltiplos ADS em uma estrutura alta submetida à ação dinâmica do vento, com base nos estudos conduzidos por Ankireddi e Yang (1996), o qual avalia a influência da massa de ADS simples no controle estrutural de estruturas submetidas à ação dinâmica do vento. Portanto, adaptou-se os algoritmos BSA e Harmony Search para que se determine o número ideal de ADS. De fato, o esquema proposto parte de uma configuração universal pré-definida de ADS, descartando-se os ADS desnecessários. Simultaneamente, o algoritmo determina os valores ótimos das constantes de rigidez k_d e amortecimento c_d, para cada ADS. A estrutura em estudo possui 400 m de altura e foi submetida à ação do vento sinóptico com flutuação da velocidade do vento na direção longitudinal gerado por intermédio do espectro de potência de Kaimal. Através da análise dinâmica, possibilitou-se comparar a resposta da estrutura com controle de ADS simples e com múltiplos ADS. Posto que, nem sempre utilizar-se múltiplos ADS significa um expressivo ganho no controle estrutural, em relação ao ADS simples, outros fatores são avaliados. O uso de múltiplos ADS possibilita a redução da massa de cada ADS, facilitando a instalação dos mesmos. Além disso, partindo-se da configuração ideal de múltiplos ADS, arguiu-se a hipótese de que um dos controladores estivesse inoperante durante toda a excitação do vento, simulando a falha ou um período de manutenção do equipamento. Assim, constatou-se que múltiplos ADS garantem que a estrutura esteja protegida mesmo quando um dos ADS esteja inoperante.<br> / Abstract : In this work, the focus is given to the design of tuned mass damper - TMD, and scale the constant spring and damping, also determined the optimal number of attenuators. Structural controllers of TMD type are widely applied in structural engineering, in order to mitigate the fluctuations in slender buildings subject to actions of dynamic source. This work primarily motivated up for the absence in studies of multiple TMD design to determine the optimal number of controllers. Thus, are sized multiple TMD on a tall building subjected to wind dynamic action, based on studies conducted by Ankireddi and Yang (1996), which evaluates the influence of simple TMD on mass structural control structures subjected to wind dynamic action, therefore, it was adapted the BSA and Harmony Search algorithms for determine the ideal number of TMD. In fact, the scheme proposed part of a pre-defined universal configuration TMD, discarding unnecessary TMD. At the same time, the algorithm determines the optimal values of the constants stiffness k_d and damping c_d for each TMD. The structure under study has 400 m high and was subjected to the action of the synoptic wind with fluctuating wind speed in the longitudinal direction generated through the Kaimal power spectrum. Through dynamic analysis, it was possible to compare the response of the structure with simple TMD control and multiple TMD. Though not always be used multiple TMD means a significant gain in structural control, compared to the simple TMD, other factors are evaluated. The use of multiple TMD enables the reduction of the mass of each TMD, making it easier to install them. Furthermore, starting from the ideal multiple TMD configuration, the hypothesis is argued, that one of the controllers was dead during the entire wind excitation, simulating an equipment failure or maintenance period. Thus, it was found that multiple TMD ensure that the structure is protected even when one of the TMD is inoperative.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil, Florianópolis, 2016. / Made available in DSpace on 2017-02-14T03:03:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 343727.pdf: 21419176 bytes, checksum: 77b77c20f736696bc5116fc85fb10b9e (MD5) Previous issue date: 2016 / Abstract : This study presents a methodology for topology optimization of transmission line towers. In this approach, the structure is divided in main modules, which can assume different pre-established topologies (templates). A general rule for the templates creation is also presented, which is based in terms of the design practice and feasibility of prototype testing. Thus, these allow that the optimal solution has an important characteristic of direct industrial application. Furthermore, during the optimization process the size and shape of the structure are optimized simultaneously to the topology choice. For numerical examples, two structures were assessed. The first one is a single circuit, self-supported 115 kV transmission line tower. The structure was subjected to a cable conductor rupture scenario and a wind load hypothesis. The second one is a heavier single circuit, self-supported 230kV transmission line tower. The structure was subjected to four different load cases. In both examples the constraints from the ASCE 10-97 code were applied. Due to the non-convex nature of the problem and to the presence of discrete variables in the procedure, the optimization was conducted through the Backtracking Search Algorithm (BSA), which is a modern heuristic algorithm. The results for the size, size and shape, and size, shape and topology optimization are presented and discussed. It is shown that the proposed scheme is able to reduce up to 12% of the structural weight, when compared to a classical size optimization procedure on original structures.<br> / Torres de linha de transmissão (TLT) desempenham um papel significativo no sistema de transmissão. Seu propósito é suspender os cabos condutores e de para-raio, a fim de garantir distâncias elétricas mínimas. As TLT são em geral estruturas treliçadas construídas com perfis do tipo cantoneira. Uma vez que qualquer interrupção no sistema de transmissão gera perdas financeiras significativas, a TLT deve ser projetada respeitando níveis mínimos de confiabilidade, determinados por códigos normativos (IEC (2003), por exemplo). Devido ao seu potencial, o Brasil é um dos líderes em produção de energia hidroelétrica no mundo. De acordo com a ANEEL (Agência Nacional de Energia Elétrica) mais de 60% da eletricidade consumida no país é de origem hidráulica. Entretanto, a maior parte do potencial hidroelétrico se localiza a milhares de quilômetros dos centros consumidores. Portanto, o Brasil possui uma capacidade instalada similar a Países Europeus, mas com uma rede de transmissão muito maior. Fica clara a importância das linhas de transmissão e consequentemente das torres. Cabe ainda destacar que em uma linha, grande parte das torres são repetidas. Logo, uma redução de custo em uma estrutura será multiplicada pelas suas repetições. Em um cenário realístico, é esperado que um processo de otimização leve a uma redução de cerca de 10% de massa. Considerando uma torre de 4 toneladas com ocorrência media de 2,5 TLT/km, isso representaria uma economia de 1 ton/km de LT. Utilizando o preço do aço laminado, estimado em 2015 em torno de R$ 5,00/kg, em uma LT curta de 300 km, a economia seria de R$ 1.500.000. Em uma LT longa, com 1.000 km, a economia chegaria a R$ 5.000.000. Alguns estudos, focando em exemplos acadêmicos, tem sido realizados no contexto de otimização de torres treliçadas. Rajan (1995), Natarajan & Santhakumar (1995), Gomes & Beck (2013),Taniwaki & Ohkubo (2004), Sivakumar et al. (2004), Mathakari et al. (2007), Kaveh, Gholipour & Rahami (2008), Noilublao & Bureerat (2011). Embora estes estudos tenham apresentado diversos avanços, alguns aspectos adicionais devem ser levados em consideração, quando se busca uma aplicação industrial direta da estrutura otimizada. Um dos principais aspectos não abordados nestes trabalhos, está relacionado a viabilidade construtiva da estrutura final e seu desempenho em ensaio de protótipo. Por outro lado, alguns estudos têm abordado uma aplicação industrial direta, considerando em algum nível tais aspectos. Por exemplo, Shea & Smith (2006), Paris et al. (2010), Guo & Li (2011), Paris et al. (2012), Chen, Yuan & Jiang (2014). Estes estudos adotam basicamente estratégias de modificação localizadas a fim de atualizar a topologia da estrutura. Note que o termo localizada é empregado para mostrar que as variações permitidas são a nível de nós e elementos, os quais podem ser criados ou removidos e movimentados dentro de certos intervalos (i.e., pequenas partes da estrutura são modificadas). Entretanto, conduzir modificações através dos nós e elementos diretamente pode levar a certas desvantagens. A solução final pode não ser melhorada significativamente se comparada com otimização dimensional e geométrica (Shea & Smith (2006)), pode ser inviável do ponto de vista construtivo (Shea & Smith (2006)) e apenas algumas partes da estrutura podem ser otimizadas eficientemente (Guo & Li (2011), Chen, Yuan & Jiang (2014)). Além disso, se torna difícil avaliar corretamente os comprimentos de flambagem quando barras são removidas da estrutura Torii, Lopez & Biondini (2012). É possível ainda observar que em todos os trabalhos mencionados anteriormente, foi imposta simetria nas quatro faces da estrutura. Entretanto, esta característica não é sempre adotada nos projetos de TLT. O treliçamento defasado, o qual possui uma configuração simétrica apenas em duas faces, é de fato uma solução usual para torres convencionais de médio porte (com altura média em torno de 50 metros). Destaca-se ainda que estas torres representam a maior parte das estruturas em uma linha de transmissão usual. Logo, o principal objetivo deste trabalho é propor uma metodologia para otimização topológica de torres de linha transmissão, focando em uma aplicação industrial. Em contraste com estudos anteriores, os quais se baseiam em modificações localizadas da topologia, a metodologia proposta adota uma estratégia global de modificações. Nesta, a estrutura da torre é dividida em módulos principais compostos por um grande conjunto de elementos estruturais. Estes módulos principais são entidades globais as quais podem assumir diferentes topologias pré-estabelecidas (templates). Estes templates são concebidos a fim de garantir a viabilidade construtiva e de testes de protótipo. Consequentemente, a metodologia de otimização incorpora restrições de códigos normativos (como por exemplo aquelas relacionadas a esforços, deslocamentos, índices de esbeltez) bem como a viabilidade construtiva e de teste de protótipo. Permitindo que a metodologia possua um caráter de aplicação industrial direta. Como demonstrado experimentalmente por CIGRÉ (2009) a topologia desempenha um papel importante no comportamento estrutural de torres observado em testes de protótipo. Mesmo pequenas variações na configuração (como por exemplo no padrão de treliçamento ou na posição dos diafragmas) afeta diretamente o comportamento da estrutura e a compatibilidade com o modelo mecânico adotado. Estes e outros aspectos de grande significância prática podem ser considerados na construção dos templates disponibilizados para o processo de otimização. Dessa forma, a regra de criação de templates é apresentada e explicada no corpo do texto. Finalmente, outra vantagem importante desta metodologia é que o espaço de busca é limitado para que apenas as topologias mais comuns empregadas na industria possam ser disponibilizada como templates. De fato, a ideia de reduzir o espaço de busca tem sido empregada por outros pesquisadores, Como exemplo, Shea & Smith (2006) e Guo & Li (2011) reduziram o espaço de busca em suas propostas de otimização topológica. Logo, entre os objetivos deste estudo está manter as vantagens de limitar o espaço de busca (a fim de cumprir requisitos construtivos e reduzir os custos computacionais), além de introduzir o conceito de otimização baseada em templates. Devido à característica não-convexa da função objetivo, bem como à presença de variáveis discretas, o algoritmo heurístico BSA (Backtracking Search Algorithm) foi empregado. Este algoritmo foi desenvolvido por Civicioglu (2013), e tem mostrado resultados promissores para otimização topológica de estruturas treliçadas, conforme pode ser visto em Souza et al. (2016). A metodologia proposta é testada em dois exemplos de torres comumente encontradas na indústria Brasileira. No primeiro, uma torre autoportante de circuito simples de 115kV, submetida a dois casos de carregamento, é otimizada. A otimização dimensional atingiu como melhor resultado 1950,5 kg, mas ao incorporar a otimização geométrica o resultado encontrado foi de 1880,4 kg. Por fim, a metodologia proposta para otimização topológica foi implementada, levando a uma massa de 1809,8 kg, que representa uma redução de 7,22% em relação à otimização apenas dimensional. O segundo exemplo consiste em uma torre autoportante de circuito simples de 230kV, submetida a quatro casos de carregamento. Para este exemplo, a otimização dimensional atingiu uma massa de 2324,7 kg, enquanto a otimização dimensional e geométrica levou a um resultado de 2138,1 kg. Ao incorporar a metodologia proposta de otimização topológica, o resultado atingido foi de 2041,7 kg, que representa uma redução de 12.2% na massa da estrutura, quando comparada com à otimização apenas dimensional. Os resultados obtidos mostram que a metodologia proposta é bastante promissora e que esforços adicionais são ainda necessários. Outros exemplos devem ser estudados, de modo que a proposta de otimização baseada em templates possa abranger diferentes tipos torres de transmissão, inclusive torres estaiadas.