O crescente uso de lajes sem vigas (lisa com ou sem capitel) como solução estrutural de edificações, justificado por questões econômicas e construtivas, têm destacado a importância do estudo desses elementos estruturais. Já as desvantagens desse sistema estrutural estão associadas às altas tensões geradas na região próxima dos pilares, originando o fenômeno de punção. As normas atuais especificam uma seção íntegra resistente para dimensionamento à punção, entretanto, devido principalmente à passagem de instalações hidráulicas e elétricas através dos pavimentos, é necessária a execução de furações, em alguns casos muito próximas ao contorno dos pilares, o que implica diretamente na redução dessa seção e da resistência das lajes. Portanto, são necessários modelos de cálculo específicos para isso. A NBR 6118 tem critérios para esse problema, mas são antigos e precisam ser modernizados. Assim, comparando os dados experimentais de algumas pesquisas com as cargas últimas estimadas para normas vigentes (fib MC2010:2013, EC2:2004, ACI-318:2014 e NBR 6118:2014), este trabalho teve como objetivo identificar limitações das normas estudadas e verificar a eventual possibilidade de melhorias. Com base nos resultados observados foi proposta uma alteração para a NBR 6118: 2014 no cálculo da punção para lajes lisas com furo(s) na região do pilar, de modo que seja considerado no dimensionamento o momento gerado pela excentricidade do perímetro crítico devido à presença de furo(s) na laje. / The increasing use of flat slabs (slabs without beams with or without drop panel) as a structural solution of buildings, justified by economic and constructive issues, has highlighted the importance of the study of these structural elements. The disadvantages of this structural system are associated with high stresses generated in the region near of the columns, causing the punching shear phenomenon. The current standards specify a resistant section for punching shear design, however, due mainly to the passage of hydraulic and electric installations through the floors, it is necessary to execute holes, in some cases very close to the boundaries of the columns, which reduces this section and the slab strength. Therefore, it is necessary to specify calculation models for that. The NBR 6118 has criteria for this problem, nonetheless it is old and needs to be modernized. Comparing experimental data from some researches, with the estimated ultimate loads for current standards (fib MC2010: 2013, EC2: 2004, ACI-318: 2014 and NBR 6118: 2014), this work had as objective to identify limitations of the standards studied and verify possible improvements. Based on the observed results, it was proposed a modification for NBR 6118: 2014 in the design of the punching shear of flat slabs with hole(s) near of the column, considering the moment caused by the eccentricity of the critical perimeter due to the presence of hole(s) in the slab.

Na Planície Costeira Sul de Santa Catarina, entre o rio Mampituba e o norte da lagoa do Sombrio encontram-se depósitos costeiros gerados por transgressões e regressões da linha de costa durante o Quaternário. A área de estudo situa-se em um suave embaiamento costeiro onde a barreira holocênica apresenta um comportamento progradacional. Contudo, dados de subsuperfície adquiridos através do método geofísico do GPR na porção mais interna deste setor, revelaram a presença de refletores inclinados no sentido do continente, evidenciando a fase retrogradacional da barreira holocênica. Estes refletores são interpretados como estratos sedimentares formados em ambiente subaquoso, correspondente à margem lagunar que progradou no sentido do continente. A inversão dos refletores no sentido do oceano corresponde à fase progradacional, sendo estes interpretados como estratos formados no pós-praia (backshore) e na zona de estirâncio (foreshore). As diferentes fácies reconhecidas em subsuperficie com o GPR foram caracterizadas com o auxilio de dois furos de sondagens SPT (Standard Penetration Test). Os dados obtidos nos testemunhos permitiram diferenciar aspectos como textura, cor, conteúdo fossilífero, teor de matéria orgânica e forma dos grãos. Os depósitos sedimentares relacionados à fase retrogradacional são representados por areias finas a muito finas, com a presença de até 34% de lama. Por outro lado, os depósitos relacionados à fase progradacional são compostos por areias finas sem contribuição significativa de lama. Por fim, a datação por radiocarbono de um fragmento de madeira, localizado na fácies interpretada como a margem lagunar, revelou que esta foi depositada há cerca de 8 ka AP, em um nível relativo do mar aproximadamente 7 m abaixo do atual. Esta margem, que progradou no sentido do continente, corresponde à fase retrogradacional (transgressiva) da barreira holocênica. / In the Southern Santa Catarina Coastal Plain, between Mampituba river and the northern Sombrio lagoon, are present coastal deposits generated by shoreline transgressions and regressions during the Quaternary. The study area is situated on a gentle coastal embayment where the holocenic barrier has a progradational behavior. However, subsurface data acquired through the GPR in the innermost portion of this sector, revealed the presence of reflectors inclined landward, evidencing the retrogradational phase of the holocenic barrier. These reflectors are interpreted as sedimentary strata formed in subaqueous environment, corresponding to the margin lagoon which prograded landward. The reversal of reflectors basinward corresponds to the progradational phase, which is interpreted as backshore and foreshore strata. The facies recognized in subsurface with GPR were characterized with the aid of two SPT (Standard Penetration Test) drill holes. The core data allowed differentiate aspects such as texture, color, grain shape, fossil and organic matter content. Sedimentary deposits related to the retrogradational phase are represented by fine to very fine sand, with the presence of until 34% of mud. On the other hand, progradational deposits are composed of fine sand without significant mud content. Finally, the radiocarbon dating of a wood fragment, located in lagoon margin facies, showed that it was deposited at about 8 ka BP, in a mean sea level of around 7 m below the current level. This margin, which prograded landwards, corresponds to the retrogradational phase of the holocenic barrier (transgressive).

Orientadores: Alberto Vazquez Saa, Marcus Aloízio Martinez de Aguiar / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Física Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-17T22:25:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Freitas_GabrielBernardide_M.pdf: 1988646 bytes, checksum: 0b4661aa158c2d9e054e30fd044ba4d9 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: O objetivo deste trabalho é a investigação do efeito Greisen-Zatsepin-Kuzmin (GZK) na presença de buracos negros, contemplando, dessa forma, uma correção de natureza astrofísica à propagação de raios cósmicos de ultra-alta energia. Inicia-se com uma descrição das principais características dos dois elementos cruciais envolvidos no efeito: os raios cósmicos de ultra-alta energia e a radiação cósmica de fundo. Posteriormente, é feita uma revisão sistemática do efeito GZK, mostrando as interações mais relevantes e a abordagem utilizada para o cálculo das perdas de energia. Também é dada especial atenção às correções de natureza cosmológica que devem ser incorporadas ao considerar fontes de raios cósmicos muito distantes. Em seguida, analisa-se o problema na presença de um buraco negro. O estudo é feito considerando a situação mais simples: a radiação cósmica de fundo é tratada como um banho térmico no qual um buraco negro de Schwarzschild está imerso, constituindo um sistema cuja evolução pode ser tratada na aproximação quase estática (mudanças adiabáticas). Uma aproximação para as trajetórias de raios cósmicos nesse espaço-tempo é proposta, e a partir dela são calculadas as perdas de energia de cada partícula em função da distância de máxima aproximação em relação ao buraco negro. Finalmente, são apresentadas as conclusões do autor, e as perspectivas futuras de investigação são discutidas / Abstract: The aim of this work is the investigation of the Greisen-Zatsepin-Kuzmin (GZK) effect in the presence of black holes, thereby consisting of an astrophysical correction for the propagation of ultrahigh energy cosmic rays. Firstly, a description of the main features of the two crucial elements involved in the effect, the ultrahigh energy cosmic rays and the cosmic microwave background, is given. Then, a systematic review of the GZK effect is presented, showing the most relevant interactions and the approach used for the calculation of energy losses. Also, special attention is given to the cosmological corrections that must be incorporated when very far cosmic-ray sources are considered. After that, the problem is analysed in the presence of a black hole. The study is based upon the simplest situation: the cosmic microwave background is treated as a thermal bath in which a Schwarzschild black hole is immersed, constituting a system whose evolution can be treated in the quasi-static approximation (adiabatic changes). An approximation for the cosmic-ray particles¿ trajectories is proposed, and then used to calculate the energy loss for each particle as a function of the maximum approximation distance to the black hole. Finally, the author¿s conclusions are presented, as well as perspectives for future investigations / Mestrado / Relatividade e Gravitação / Mestre em Física

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:37:14Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:09:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 04783.pdf: 1232325 bytes, checksum: c8fd8eb06b52eca9b9846e965159285b (MD5) / Dissertacao (Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP

Orientador: Alberto Vazquez Saa / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-14T22:40:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Maurer_ManuelaGibimRodrigues_D.pdf: 2170208 bytes, checksum: c6e199a21845849c79ef9b7ed5cd71da (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: Nos últimos anos, a interpretação do cenário cosmológico sofreu inúmeras modificações, devido às contribuições das pesquisas em SNe Ia e em núcleos galáticos. Estes estudos evidenciam a presença de componentes exóticos no universo, a matéria e energia escuras. Os modelos de quintessência descrevem esta energia escura como um campo escalar acoplado à gravidade, considerando todo o universo permeado por ele. Na vizinhança de um buraco negro, este campo deverá ser absorvido, modificando a sua distribuição de massa. Esta acreção de massa exótica vem sendo interligada ao caso de buracos negros primordiais, sugerindo um possível mecanismo para a formação de buracos negros supermassivos. Utilizando uma abordagem quasi-estacionária, consideramos a evolução da massa de um buraco negro de Schwarzschild na presença de um campo cosmológico escalar não minimamente acoplado. A equação da evolução da massa é resolvida analiticamente para um acoplamento genérico, revelando um comportamento qualitativamente diferente do caso de acoplamento mínimo. Em particular, para buraco negros com massas menores que um certo valor crítico, o acréscimo do campo escalar pode levar à diminuição da massa, mesmo se nenhuma energia de phantom for envolvida. A validade física da abordagem quasi-estacionária adotada e algumas implicações do nosso resultado para evolução dos buracos negros primordiais e astrofísicos são discutidas. Mais precisamente, nós discutimos que os dados observacionais de buracos negros poderiam ser usados para colocar restrições no conteúdo de energia não minimamente acoplado / Abstract: In the last years, the interpretation of the cosmological scenario suffered uncountable modifications because of contribution of research in SNe Ia and galactic core. These studies demonstrate the presence of exotics components in the universe, the dark matter and the dark energy. Quintessencial models describe this dark energy as a scalar field coupled to gravity, considering the entire universe permeated by it. In the vicinity of a black hole, this field should be absorbed, modifying its distributions of mass. This accretion of this exotic mass has been interconnected at the case of primordial black holes, suggesting a possible mechanism for the formation of supermassive black holes. By using a quasi-stationary approach, we consider the mass evolution of Schwarzschild black holes in the presence of a nonminimally coupled cosmological scalar field. The mass evolution equation is analytically solved for generic coupling, revealing a qualitatively distinct behavior from the minimal coupling case. In particular, for black hole masses smaller than a certain critical value, the accretion of the scalar field can lead to mass decreasing even if no phantom energy is involved. The physical validity of the adopted quasi-stationary approach and some implications of our result for the evolution of primordial and astrophysical black holes are discussed. More precisely, we argue that black hole observational data could be used to place constraints on the nonminimally coupled energy content of the universe / Doutorado / Física das Particulas Elementares e Campos / Doutora em Ciências

FundaÃÃo de Amparo à Pesquisa do Estado do Cearà / CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / Propomos um modelo baseado na mudanÃa de topologia de uma variedade quÃntica no sentido de justificar a origem da termodinÃmica dos buracos negros. Alguns pontos importantes sÃo discutidos, por exemplo, o porquà de os buracos negros obedecerem a uma segunda lei generalizada da termodinÃmica. Para isso, nÃs estudamos as regras de seleÃÃo que governam as transiÃÃes de Ãrea de um buraco negro durante o seu processo de evaporaÃÃo, sendo estas governadas pelo processo de mudanÃa de topologia. Obtemos um espectro discreto para a Ãrea do horizonte de eventos, o qual se torna cada vez mais espaÃado à medida que o buraco negro aproxima da escala de Planck. O paradoxo da perda de informaÃÃo por buracos negros Ã, tambÃm, discutido. / A model based on the topology change of a quantum manifold is used to explain the origin of the black hole thermodynamics. Some important issues are addressed, for example, why black holes obey a generalized second law of thermodynamics. The method we use to do this is to analyze the selection rules for black hole area transitions in the evaporation process driven by topology change. A discrete spectrum, which becomes increasingly spaced as the black hole approaches the Planck scale, is obtained for the black hole area. The black hole information loss paradox is also addressed.

Esta tese é um estudo de estabilidade de modos quasinormais em um sistema que apresenta uma mudança de estabilidade ao variar continuamente os parâmetros físicos de um buraco negro. A mudança de estabilidade encontrada possui interpretações na correspondência AdS/CFT. A ferramenta principal utilizada neste trabalho para o cálculo de modos quasinormais foram métodos numéricos que podem ser utilizados em inúmeros trabalhos desta área de pesquisa, especialmente por não dependerem de suposições de simetria ou de comportamento conveniente do sistema físico. / This thesis is a study of stability of quasinormal modes in a system featuring a stability change if one continuously varies the physical parameters of a black hole. The stability change thus found has some possible interpretations in the AdS/CFT correspondence. The main tool used in this study for calculating quasinormal modes are numerical methods that can be used in numerous works in this area of research, especially because they do not depend on assumptions of symmetry or any convenient behavior of the physical system.

Neste trabalho faremos uma investigação no campo das perturbações gravitacionais e propagação de ondas em geometrias de buracos negros com campos elétricos ou magnéticos. Usando uma geometria tipo Ernst-Melvin de um buraco negro massivo em um Universo com campo magnético no eixo z, calculamos os modos quasi-normais de propagação de um campo escalar, demonstrando que este se comporta como um campo escalar com massa 2|m|B em uma geometria de Schwarzschild, para pequenos valores do campo magnético B (correspondendo m ao número azimutal do esférico harmônico). Ainda com esta geometria, calculamos a contribuição de ondas escalares para a entropia do buraco negro em termos dos cut offs ultravioleta e infravermelho. Com uma solução do tipo Reissner-Nordström em 4 dimensões, investigamos as possíveis correspondências entre os modos quasinormais e as propriedades termodinâmicas deste buraco negro, atestando o resultado de que a conjectura Hod modificada por Maggiore é válida em tal solução. Também, com uma geometria de Reissner-Nordström-de Sitter D-dimensional, obtivemos os modos quasi-normais de vibração para dois potenciais diferentes, estabelecendo a ausência de modos instáveis para uma grande gama de parâmetros deste buraco negro. / In this work we make an incursion into the branch of gravitational perturbations and field propagation around known-geometries of black holes with electromagnetic fields. Using an Ernst-Melvin type of geometry in a massive black hole immersed on a magnetic Universe, we calculate the quasi-normal modes of the propagating field, showing the equivalence of this problem with that of a massive scalar field (for which the mass is 2|m|B, m being the azhimutal number, and B the magnetic field) propagating around a Schwarzschild geometry. We also compute the contribution of the scalar field to the entropy of the black hole in terms of the infrared and ultraviolet cut offs. Using a Reissner-Nordstr¨om-like solution in 4 dimensions, we investigate the possible correspondence between quasi-normal modes and the thermodynamical properties of this black hole, atesting the validity of the modified Hod conjecture as proposed by Maggiore. Finally, for a Reissner-Nordstr¨om-de Sitter D-dimensional solution, we obtain the quasi-normal modes for two diferent potentials, establishing the absence of unstable modes for a large range of values for the black hole parameters.

Nesta dissertação discutimos o processo da acreção de materia sobre objetos compactos em suas diferentes abordagens. Iniciando com o caso clássico, estudamos sua contraparte relativística e, por fim, investigamos a acreção de fluidos cosmológicos (energia escura e matéria escura) em buracos negros. Devido a simetria esférica adotada, a formação dos chamados discos de acréscimo é proibida (tanto no caso clássico quanto no relativístico) e, portanto, os problemas relacionados com a física dos discos (sua formação e evolução) não foram investigados. No contexto clássico, analisamos inicialmente a chamada acreçao de Bondi, onde o fluido acretado obedece a uma equação de estado politropica e o processo de acreção é descrito pela hidrodinâmica euleriana. A existância de 6 tipos possíveis de solucões para o campo de velocidades é identicada e suas consequências fsicas são discutidas em detalhe. Apenas uma dessas soluções descreve de forma fisicamente consistente o processo de acreção. A taxa de materia acretada é constante, um resultado esperado devido a hipotese de regime estacionário. O estudo do caso relativstico é completamente baseado na Teoria da Relatividade Geral, com o campo gravitacional do corpo central sendo descrito pela metrica de Schwarzschild. O processo relativstico também ocorre sob condições estacionárias e, portanto, a taxa de acreção resultante também é constante. Uma atenção especial foi dedicada para a acreção de fluidos cosmologicos satisfazendo uma equação de estado linear e tambem para o chamado gás de Chaplygin. Estudamos separadamente o comportamento espacial do fluido na região dominada pela acreção e também a influência da evolução cosmologica nas regiões mais distantes. Mostramos que a massa do buraco negro central pode apresentar uma evolução no tempo em escala cosmológica. Os resultados de Babichev (caso linear) e o gás de Chaplygin foram unicadamente descritos através de uma equacão de estado generalizada. Por fim, determinamos também sob que condições a acreção de matéria pode provocar mudancas significativas na massa do buraco negro. / In this dissertation the matter accretion process upon compact objects is discussed in its diferent approaches. Starting with the classical case, the relativistic type was studied and, in the end, the accretion of cosmological fluids (dark energy and dark matter) onto a black hole is investigated. Due to spherical symmetry adopted, the formation of accretion disks is forbidden (both in the classical and relativistic case) and, thus, the problems related to disk physics (the formation and evolution) were not investigated. On the classical approach, the so called Bondi accretion is examined, in which the matter flux occurs according to a polytropic equation of state and the accretion itself is described by the Eulerian hydrodynamic. The existence of 6 possible families of solutions for the velocity field is identied and its physical consequences are thoroughly discussed. Only one of these solutions describes the accretion process in a physically consistent manner. The mass accretion rate is found to be constant, as expected duo to the steady-state hypothesis. The relativistic approach is completely based on the General Relativity Theory. In this case, the gravitational field of the central body is described by the Schwarzschild metric. The relativistic process also occurs in steady-state conditions and, therefore, the accretion flux also is constant. A particular interest is given to the accretion of cosmological fluids with a linear equation of state and of Chaplygin gas. Both the spacial behaviour of the fluids in the accretion dominated region and their cosmological evolution in farther regions are looked into individually. The mass of the central black hole\'s evolution is shown to occur in cosmological times. The Babichev (linear equation of state) and Chaplygin results were unied through a generalised equation of state. At last, it is also determined under which conditions the accretion of cosmological fluids can have astonishing effects on the black hole\'s mass.

O objetivo principal deste trabalho é estudar a interação dos buracos negros primordiais com as principais espécies físicas exóticas de matéria e energia que foram teorizadas para explicar as observações cosmológicas da última década. A interação com diferentes formas de energia escura a partir de campos escalares, como a energia phantom, e modelos de quartessência, como o gás de Chaplygin, associada a modelos já existentes de interação com espécies físicas mais bem conhecidas, fornece resultados importantes e sugere comportamentos inesperados na trajetória dos buracos negros primordiais desde a sua formação até os dias de hoje. Nossa análise abrange os aspectos dinâmicos e termodinâmicos da acreção e evaporação de buracos negros, explorando os limites de validade da teoria e estudando o comportamento sob as condições extremas que resultam desses novos modelos de matéria e energia. Finalmente, o estudo prossegue na direção de um modelo de evolução a partir diretamente das equações de campo, em um espaço-tempo totalmente dinâmico em que buscamos paralelos com as descrições provenientes das hipóteses simplificadoras sobre que nos baseamos durante os estágios anteriores. Os resultados permitem fazermos uma descrição unificada da evolução dos buracos negros, em que as relações entre todas as componentes são transparentes e suas contribuições individuais são facilmente identificadas. Associando-os à descrição termodinâmica, é possível traçar um quadro completo e abrangente do problema, capaz de acomodar novos modelos e prover uma compreensão profunda da interação dos buracos negros com o meio cosmológico. / We study the interaction between primordial black holes and the exotic dark matter and dark energy components which have been modeled to explain cosmological observations within the last decade. The interaction with different forms of scalar field dark energy, such as phantom energy, and quartessence models as the Chaplygin gas, together with the well-known interaction with the ordinary forms of matter and energy, provides important results and suggests unexpected behaviors on primordial black holes since their formation until the present time. Our analysis encompasses dynamical and thermodynamical aspects of black hole accretion and evaporation exploring the theory validity ranges and studying its behavior under the extreme conditions which arise from these new dark fluid models. Finally, our study progresses towards an evolution model based solely on the field equations, within a fully dynamical space-time in which we seek parallel descriptions with previous models, which use simplifying hypotheses. Our results provide a unified description of black hole evolution, in which the role of all components and their relation to each other are clear and easily identifiable. Along with the thermodynamical description, it is possible to make a comprehensive picture of the problem, capable of accommodating new models and furnish a deep understanding of black hole interaction with the cosmological environment.