Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2018. / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq). / Em engenharia de barragens, é indispensável a observância de condições rigorosas de segurança pois, dependendo do porte, seu rompimento causa graves prejuízos, diretos (como perdas de vidas humanas, danos materiais na barragem e nas zonas inundadas) e indiretos (como paralisação das atividades econômicas no local e a jusante, perda de energia elétrica que seria gerada na barragem rompida e em outras e danos físicos e/ou psicológicos aos sobreviventes). A barragem deve possuir estabilidade adequada para suportar com segurança os carregamentos (normais e extremos) de projeto. Dentre os eventos extremos a que uma barragem deve resistir, há o sismo. Quando a barragem vibra, a água também participa do movimento, portanto, durante a ação de um sismo, é de fundamental importância a consideração da interação dinâmica entre a estrutura e o fluido. Além disso, os efeitos da rocha de fundação da resposta ao terremoto de barragens são significativos e devem ser considerados em uma análise dinâmica. Este trabalho apresenta respostas (deslocamentos e tensões) de uma barragem em arco com dupla curvatura (barragem Morrow Point), incluindo a interação barragem-reservatório-fundação, submetida a um movimento do solo (terremoto de Taft Lincoln School Tunnel). Em todas as análises realizadas, utilizou-se o software ANSYS, baseado no método numérico dos elementos finitos e os resultados computados foram comparados com os disponíveis na literatura. Para atenuação das ondas espúrias de reflexão, foi utilizado elemento absorvedor no domínio finito do reservatório e camadas absorventes no domínio finito da fundação. A aplicação do sismo foi feita pela técnica de deconvolução. Como resultado final foi feita a análise completa da resposta da barragem devido ao seu peso, a pressão hidrostática e ação sísmica. A relação do módulo de Young da fundação pela barragem é igual a 1 sendo considerados todos os efeitos da interação barragem-fundação, o reservatório foi assumido como cheio e o coeficiente de reflexão da onda no contorno do reservatório foi selecionado como 0,5, sendo que a tensão de tração máxima encontrada foi de 3,69 MPa na direção do arco na ombreira inferior direita (1/5 da altura) na face montante da barragem. / In dam engineering, it is indispensable to observe strict safety conditions, since, depending on the size, its disruption causes direct (such as loss of human life, damage to the dam and flooded areas) and indirect (such as a stoppage of activities, loss of electrical energy that would be generated in the ruptured dam and others and physical and / or psychological damage to the survivors) serious damages. The dam must have adequate stability to safely withstand (normal and extreme) design loads. Among the extreme events to which a dam must resist, there is the earthquake. When the dam vibrates, water also participates in the movement, so during the action of an earthquake, it is of fundamental importance to consider the dynamic interaction between the structure and the fluid. In addition, the rock foundation effects of quake response to dams are significant and should be considered in a dynamic analysis. This work presents responses (displacements and stresses) of a double-curved arc dam (Morrow Point dam), including the dam-reservoir-foundation interaction undergoing a ground movement (Taft Lincoln School Tunnel earthquake). In all analyzes, the ANSYS software was used, based on the numerical method of the finite elements and the computed results were compared with those available in the literature. For attenuation of the reflection spurious waves, absorber element was used in the finite domain of the reservoir and absorbent layers in the finite domain of the foundation. The earthquake was applied by the deconvolution technique. As a final result, a complete analysis of the dam response was made due to its weight, hydrostatic pressure and seismic action. The ratio of the Young's modulus of the foundation to the dam is equal to 1 considering all the effects of the dam-foundation interaction, the reservoir was assumed to be full and the reflection coefficient of the wave in the contour of the reservoir was selected as 0.5, being that the maximum tensile stress found was 3.69 MPa in the arch direction at the lower right side (1/5 of the height) at the face of the dam.

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2018. / Submitted by Fabiana Santos (fabianacamargo@bce.unb.br) on 2018-08-23T19:06:41Z No. of bitstreams: 1 2018_IvianeCunhaeSantos.pdf: 29126495 bytes, checksum: b8236dd72636499da3edfb858ec65ac5 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2018-08-29T17:54:55Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2018_IvianeCunhaeSantos.pdf: 29126495 bytes, checksum: b8236dd72636499da3edfb858ec65ac5 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-08-29T17:54:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2018_IvianeCunhaeSantos.pdf: 29126495 bytes, checksum: b8236dd72636499da3edfb858ec65ac5 (MD5) Previous issue date: 2018-08-23 / A monitoração da saúde estrutural (Structural Health Monitoring - SHM) visa garantir a segurança estrutural e operacional e emitir alertas precoces sobre danos ou deterioração antes da necessidade de recuperações onerosas ou mesmo de um colapso catastrófico, e está emergindo como um elemento importante para a gestão sustentável dos sistemas de obras públicas de infraestrutura. Os danos afetam o comportamento dinâmico das estruturas devido às mudanças nas dimensões dos elementos, condições de contorno, massa, degradação das propriedades mecânicas dos materiais, ou a ocorrência simultânea de todos esses fenômenos, provocando a alteração nos valores das frequências, modos de vibração e nos coeficientes de amortecimento. Desta maneira, o desenvolvimento de modelos numéricos e a avaliação através de técnicas de análise dinâmica vêm assumindo grande importância, e é capaz de fornecer informações precisas para avaliar a integridade estrutural. A atualização (updating) do modelo numérico é um processo que visa determinar os parâmetros de incerteza do modelo inicial com base em resultados experimentais e alcançar um modelo atualizado mais adequado. No entanto, o sucesso da aplicação do método de atualização depende da concepção numérica das estruturas, um teste modal bem concebido e controlado e uma integração entre os modelos numéricos e experimentais. Este trabalho descreve a aplicação das técnicas de atualização com base em dados modais implementadas em pacotes de software comercialmente disponíveis para a identificação do comportamento global de uma ponte estaiada. O modelo numérico atualizado pode ser utilizado para avaliar a integridade estrutural, durabilidade e confiabilidade ao longo do ciclo de vida e otimizar as atividades operacionais e de manutenção. Ele também pode ser utilizado com confiança em todas as análises relacionadas à estrutura, como por exemplo, para a previsão de respostas dinâmicas em novos cenários de carga, para a identificação de danos, para projetar sistemas de monitoração e avaliação das estruturas ao longo do tempo. / Structural Health Monitoring (SHM) aims at assuring structural and operational safety and giving early warnings of damage or deterioration before the need for costly recuperation or even from a catastrophic collapse, and is emerging as a valuable tool for sustainable management of public works infrastructure systems element. Damage affects the dynamic behavior of structures due to changes in the dimensions of the elements, boundary conditions, mass, deterioration of mechanical properties of materials, or the simultaneous occurrence of all these phenomena, causing the change in the values of frequencies, modes and coefficients damping. This way, the development of numerical models and the evaluation by techniques of dynamic analysis has gained significant importance and it can provide accurate information to analyze structural integrity, durability and reliability along the life cycle and optimize the operational activities and maintenance. The updated numerical model is a procedure to determine the parameters of uncertainty of the initial model, based on experimental results, and to achieve more appropriate upgraded model. However, the successful application of the method of updating depends on the numerical design of structures, on a well-conceived and controlled modal test and on the capacity to integrate experimental data. This work describes the application of the modal updating techniques implemented in commercially available software packages to the identification of the global behavior of a cable-stayed bridge. The updated numerical model can be used to evaluate the structural integrity, durability, and reliability along the life cycle and to optimize operational and maintenance activities. It may also be used with confidence in all tests related structure, for example, for predicting dynamic responses of new load settings, for identification of damage, monitoring systems and evaluating the structure over time.