Made available in DSpace on 2016-06-02T19:12:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 3787.pdf: 6482564 bytes, checksum: 22646bf792c17f5ba5c86bd4182c9b34 (MD5) Previous issue date: 2009-08-25 / Universidade Federal de Sao Carlos / For some applications toughening of polyamide is important. This can be accomplished through the addition of an elastomeric phase to the polyamide matrix with the drawback of a reduction in the stiffness and strength of the material. Several studies lately have focused on the modification of polyamide matrix with the purpose of obtaining a balance between toughness and stiffness for these thermoplastics. In this work, to achieve a balance between stiffness and toughness, ternary nanocomposites based on blends of polyamide 6 (PA6) and acrylonitrile-butadiene-styrene (ABS) were prepared by the melt blending processes using the organoclay Cloisite® 30B (OMMT) and the styrene-maleic anhydride copolymer (SMA) as compatibilizer. Four blending sequences were used to prepare the selected systems and their mechanical properties studied through the Young s modulus and notched Izod impact properties. The addition of organoclay increases the Young s modulus of all ternary nanocomposites when compared to the blend and the PA6 matrix. This fact was attributed to preferential location of the clay in the PA6 matrix phase. The micrographs obtained by transmission electronic microscopy (TEM) indicate that the nanoclay shows an exfoliated structure and reside in the PA6 matrix phase, as well as in the interface between the phases. PA6/ABS/OMMT ternary nanocomposites with different content of nanoclay (1, 3 and 5%) were studied and it was observed that the particles size of ABS dispersed phase decrease with the increase of the OMMT content in the blend. This fact indicates that nanoclay can play an important role to prevent the coalescence in the ABS domains during the melt state processes. PA6/ABS ternary blends compatibilized with SMA were prepared by melt state process and it was observed that the mechanical properties and the morphology were influenced by the blending sequence of the components. / A tenacificação da poliamida 6 é desejável para diversas aplicações e pode ser obtida através da adição de uma fase elastomérica à matriz, entretanto, isto leva a uma perda em suas características de rigidez e resistência a tração. Com o intuito de se obter um balanço entre as propriedades de rigidez e tenacidade, nanocompósitos baseados em blendas de poliamida 6 (PA6) e terpolímero acrilonitrila-butadieno-estireno (ABS) foram preparados pelo método de mistura no estado fundido utilizando a argila organofílica Cloisite® 30B (OMMT) como reforço e o copolímero estirenoanidrido maleico (SMA) como compatibilizante. Os sistemas foram preparados em uma extrusora de rosca dupla co-rotacional, utilizando quatro sequências de misturas e suas propriedades mecânicas foram analisadas através da determinação do módulo de elasticidade sob tração e resistência ao impacto Izod. A adição da argila organofílica aumentou o módulo de todos os nanocompósitos ternários em relação à blenda e à matriz PA6. Mas por outro lado, foi observada uma redução da resistência ao impacto desses nanocompósitos. Este aumento na rigidez foi atribuído à localização da argila no interior da fase matriz PA6. As micrografias obtidas por microscopia eletrônica de transmissão (MET) indicaram que a argila apresenta uma estrutura esfoliada em todos os sistemas e reside na fase matriz PA6, bem como na interface entre as duas fases. Sistemas ternários de PA6/ABS/OMMT com diferentes teores de argila (1, 3 e 5%) também foram estudados e foi observado que o tamanho das partículas da fase dispersa ABS diminui com o aumento da quantidade de OMMT na blenda. Isto indica que a argila pode desempenhar um importante efeito em prevenir a coalescência dos domínios de ABS durante a mistura do fundido, estabilizando a estrutura formada. Blendas ternárias de PA6/ABS compatibilizadas com o SMA foram preparadas e foi observado que as propriedades mecânicas e a morfologia são bastante influenciadas pela ordem de mistura dos componentes da blenda.

O presente trabalho é uma contribuição para o esclarecimento e a quantificação das influências na deformabilidade e na capacidade portante de elementos unidimensionais de concreto armado em solicitação plana, decorrentes da não-linearidade física dos materiais concreto e aço, bem como da fissuração e do enrijecimento da armadura tracionada, também na sua fase plástica. Para aplicações práticas determinam-se a rigidez à flexão e a capacidade de rotação plástica dos elementos estruturais, o que permite limitar com mais precisão e coerência a demanda de rotação plástica obtida na análise. De início, descrevem-se os comportamentos não-lineares do concreto e do aço, aplicando-se conceitos da Mecânica da Fratura, bem como a atuação conjunta destes materiais, sob os aspectos de aderência e de fissuração. O núcleo deste trabalho concentra-se na obtenção do diagrama momento-curvatura e dos seus pontos principais, e na subseqüente determinação da capacidade de rotação plástica dos mencionados elementos. Consideram-se as seções geradas a partir da seção duplo T assimétrico, com várias camadas de armadura, sujeitas à flexão composta normal. Com dados deste diagrama e através do modelo da viga equivalente simétrica, posteriormente estendido à viga equivalente assimétrica e às vigas contínuas de pórticos planos, determina-se a capacidade de rotação plástica, considerando-se nesta suas múltiplas influências. Por fim, comparam-se os resultados teóricos e experimentais da capacidade de rotação plástica, e resumem-se as principais conclusões encontradas e os pontos que exigem subseqüente desenvolvimento. / The present study is a contribution to the enlightenment and evaluation of the influences on deformability and load carrying capacity of one-dimensional elements of reinforced concrete subject to in-plane loading, arisen from the constitutive non-linearity of concrete and steel, as well as from the concrete cracking and the tension stiffening of the reinforcement, prior and after yielding. For practical applications, the flexural rigidity and the plastic rotation capacity of structural elements are determined, which makes it possible to limit, more precisely and coherently, the plastic rotation demand coming from the analysis. Firstly, the non-linear behaviors of concrete and steel are described, applying concepts of Fracture Mechanics, and then the joint action of both materials concerning bond and cracking is studied. The core of this study lies on obtaining the bending moment-curvature diagram, specially its main points, and on the subsequent determination of the plastic rotation capacity of the aforementioned elements. The cross-sections generated from an asymmetric double T cross-section are considered, with several layers of reinforcement, acted upon simple or combined bending about one principal axis. With data based on this diagram and through the model of equivalent symmetric beam, later extended to equivalent asymmetric beam and to continuous beams of plane frames, the plastic rotation capacity is determined, considering its multiple influences. Finally, theoretical and experimental results of plastic rotation capacity are compared, and the main conclusions and points in need of subsequent development are summarized.

O presente trabalho é uma contribuição para o esclarecimento e a quantificação das influências na deformabilidade e na capacidade portante de elementos unidimensionais de concreto armado em solicitação plana, decorrentes da não-linearidade física dos materiais concreto e aço, bem como da fissuração e do enrijecimento da armadura tracionada, também na sua fase plástica. Para aplicações práticas determinam-se a rigidez à flexão e a capacidade de rotação plástica dos elementos estruturais, o que permite limitar com mais precisão e coerência a demanda de rotação plástica obtida na análise. De início, descrevem-se os comportamentos não-lineares do concreto e do aço, aplicando-se conceitos da Mecânica da Fratura, bem como a atuação conjunta destes materiais, sob os aspectos de aderência e de fissuração. O núcleo deste trabalho concentra-se na obtenção do diagrama momento-curvatura e dos seus pontos principais, e na subseqüente determinação da capacidade de rotação plástica dos mencionados elementos. Consideram-se as seções geradas a partir da seção duplo T assimétrico, com várias camadas de armadura, sujeitas à flexão composta normal. Com dados deste diagrama e através do modelo da viga equivalente simétrica, posteriormente estendido à viga equivalente assimétrica e às vigas contínuas de pórticos planos, determina-se a capacidade de rotação plástica, considerando-se nesta suas múltiplas influências. Por fim, comparam-se os resultados teóricos e experimentais da capacidade de rotação plástica, e resumem-se as principais conclusões encontradas e os pontos que exigem subseqüente desenvolvimento. / The present study is a contribution to the enlightenment and evaluation of the influences on deformability and load carrying capacity of one-dimensional elements of reinforced concrete subject to in-plane loading, arisen from the constitutive non-linearity of concrete and steel, as well as from the concrete cracking and the tension stiffening of the reinforcement, prior and after yielding. For practical applications, the flexural rigidity and the plastic rotation capacity of structural elements are determined, which makes it possible to limit, more precisely and coherently, the plastic rotation demand coming from the analysis. Firstly, the non-linear behaviors of concrete and steel are described, applying concepts of Fracture Mechanics, and then the joint action of both materials concerning bond and cracking is studied. The core of this study lies on obtaining the bending moment-curvature diagram, specially its main points, and on the subsequent determination of the plastic rotation capacity of the aforementioned elements. The cross-sections generated from an asymmetric double T cross-section are considered, with several layers of reinforcement, acted upon simple or combined bending about one principal axis. With data based on this diagram and through the model of equivalent symmetric beam, later extended to equivalent asymmetric beam and to continuous beams of plane frames, the plastic rotation capacity is determined, considering its multiple influences. Finally, theoretical and experimental results of plastic rotation capacity are compared, and the main conclusions and points in need of subsequent development are summarized.

A madeira foi largamente utilizada em edificações no período colonial brasileiro por sua abundância em variadas espécies e a facilidade de obtenção e adaptação aos fins previstos. Muitos destes imóveis ainda existem e abrangem a maior parte do patrimônio histórico e cultural de nossas cidades. Devido à degradação causada pelo tempo e a falta de manutenção adequada destes elementos estruturais, as edificações estão expostas ao risco de colapso. O objetivo deste trabalho foi sugerir um método de reabilitação parcial de vigas estruturais de madeira, pois se notou um problema recorrente nestes elementos em construções antigas pelo fato de acumularem umidade, serem alvos de patologias principalmente na parte superior. Para reabilitação empregamos madeiras de baixa densidade pela facilidade de compra desse material, baixo custo e principalmente por aderir muito bem a tratamento preservativo com CCB, o que garante que a estrutura estará protegida de novos ataques. Além das madeiras de baixa densidade tratadas, parafusos auto atarraxantes foram escolhidos para fazer a união entre as madeiras. Para os ensaios de flexão estática de 3 pontos foram adotados 4 diferentes tipos de parafusos variando o diâmetro e comprimento além disso, o número de parafusos inseridos nos corpos de prova também variou. Este estudo contém a análise de relação entre a quantidade de parafusos auto atarraxantes (que fazem a união das peças) e o produto de rigidez de peças mistas compostas de madeira referência (que simula a viga em estado de degradação) e madeira tratada (substituindo a porção degradada). Para a madeira referencia adotou-se Eucalipto (classe C30 de resistência) e Roxinho (classe C60) e, para madeira tratada adotou-se Pinus e Caxeta (de baixa densidade, ambas da classe C20). Análises estatísticas foram utilizadas para interpretação dos resultados obtidos em laboratório. Estas análises apontaram o crescimento do produto de rigidez das vigas mistas conforme a inserção de parafusos e a partir dai foi possível expressar em formulas a correlação dos dados. Utilizou-se o teste de Tukey para apontar o melhor tratamento para cada tipo de viga mista (Pinus e Eucalipto, Roxinho e Caxeta) além do melhor parafuso a se utilizar. / Wood was widely used in buildings in the Brazilian colonial period because of it is abundant in varied species and the ease of obtaining and adapting to intended purposes. Many of these properties still exist and cover most of historical and cultural heritage of Brazilian cities. Due to the degradation caused by the weather and lack of adequate maintenance of these structural elements, buildings are exposed to risk of collapse. The objective of this work was to suggest a method of partial rehabilitation of structural timber beams, since a recurrent problem was observed in these elements in old constructions due to accumulation of humidity, being targets of pathologies mainly in their upper part. For rehabilitation we use low density wood because of ease to purchasing this material, low cost and mainly for adhering very well to condom treatment with CCB, which ensures that the structure will be protected from further attacks. In addition to the treated low density woods, self-tapping screws were chosen to make union between woods. For tests, 4 different types of screws were used, varying diameter and length, and number of screws inserted in the specimens also varied. This study contains an analysis of relationship between the number of self-tapping screws (which make the joining of pieces) and the rigidity product of composite pieces of reference wood (which simulates beam in degraded state) and treated wood (replacing degraded portion). Eucalyptus (class C30 of resistance) and Roxinho (class C60) were used for reference wood, and Pinus and Caxeta (low density, both of class C20) were used for treated wood. Statistical analyzes were used to interpret results obtained in laboratory. These analyzes indicated growth of product of flexural stiffness according to insertion of screws and from this it was possible to express in formulas a correlation of data. Tukey test was used to indicate the best treatment for each type of mixed beam (Pinus and Eucalyptus, Roxinho and Caxeta) as well as the best screw to be used.

Antes de utilizar as toras de madeira como elemento estrutural é necessário avaliar as propriedades mecânicas desse material tanto por inspeção visual quanto por ensaio mecânico. A técnica de vibração transversal tem se destacado entre os demais métodos de Avaliação Não-Destrutiva para madeira serrada por obter estimativas acuradas do módulo de elasticidade à flexão. Contudo, testes prévios com essa técnica evidenciaram dificuldades de empregá-la na avaliação a rigidez à flexão de toras. O objetivo deste trabalho foi propor um método de ensaio para estimar o módulo de elasticidade na flexão de toras de madeira por meio de vibração transversal. O método proposto foi testado e validado em uma amostra de 40 toras de Eucalyptus sp. Foram obtidas boas correlações entre o módulo de elasticidade estático e o módulo de elasticidade dinâmico obtido pelo ensaio de vibração transversal. / Before using the wood logs as a structural element is necessary to evaluate the mechanical properties of this material by visual inspection and mechanical testing. The transverse vibration technique has stood out among the other methods of Non-Destructive Evaluation for lumber to obtain accurate estimates of the bending modulus of elasticity. However, previous tests showed difficulties with this technique to use it to evaluate the bending stiffness of logs. The aim of this work is to propose a test method to estimate the bending modulus of elasticity of wood logs by means of transverse vibration. The proposed method was tested and validated on a sample of 40 logs of Eucalyptus sp. It was obtained good correlation between the static bending and dynamic modulus of elasticity obtained by transverse vibration test.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:09:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissASS.pdf: 3030488 bytes, checksum: a4d23b016b1767d42942fdad295c0fe1 (MD5) Previous issue date: 2006-09-01 / Universidade Federal de Minas Gerais / The behaviour of reinforced concrete precast beams is strongly influenced by the flexural stiffness of its beam-column connections, wherein there is interdependence between the nonlinearity of the moment-curvature relationship along the beam and the non-linearity of the moment-rotation relationship of the beam-column connections. In most of the existing researches on semi-rigid connections in precast structures, the main focus lays on the characterization of the flexural stiffness by performing experimental tests on isolated models of beam-column connections instead of tests on sub-frames, comprising beam and connections. In this research an experimental procedure was developed, wherein different theoretical equations based on the fixity factor of the connections were combined, allowing the integration between the stiffness of the reinforced concrete beam with the flexural stiffness of the beam-column connections. Therefore, by using this procedure it was possible to evaluate the semi-rigid behaviour of the beam-column connection, highlighting the possibility of carrying out just one test for the precast beam with its connections. The analyses of the experimental results indicate that the studied connection was capable of absorbing around 53% of the elastic beam-end moment at the ULS, compared with the situation of a full restrained connector, implying the increase of 170% of the positive mid-span moment of the beam. This level of semi-rigid behaviour for the beam-column connection can affect the global stability of skeletal precast concrete structures with more than five storeys in height. For this reason, the present research shows the need for further studies with the purpose of enhancing the analysis and the design of precast concrete structures for multi-storey buildings. / O comportamento das vigas pré-moldadas de concreto armado é fortemente influenciado pela rigidez à flexão das ligações viga-pilar, existe uma interdependência entre a não linearidade da relação momento-curvatura ao longo da viga pré-moldada com a não linearidade da relação momento-rotação nas ligações viga-pilar. A maioria das investigações experimentais existentes sobre ligações semi-rígidas em estruturas pré-moldadas, tanto na literatura nacional quanto internacional, têm enfatizado seus estudos na caracterização da rigidez à flexão de maneira isolada, não realizando ensaios do comportamento conjunto das vigas pré-moldadas com as suas ligações. Desenvolve-se nesta pesquisa um procedimento experimental onde se procurou integrar diversos equacionamentos teóricos com base no fator de restrição aos giros na ligação, os quais permitiram integrar parâmetros de rigidez da ligação e da viga. Desta forma, com base nos resultados experimentais em um único ensaio de um modelo de viga com ligações viga-pilar, foi possível se estimar o engastamento parcial nas ligações viga-pilar. A partir dos resultados experimentais, a ligação viga-pilar foi capaz de absorver cerca de 53% dos momentos elásticos na extremidade da viga, havendo assim um acréscimo de 170% no momento positivo no centro da viga para a situação de projeto no ELU. Este engastamento parcial pode afetar sensivelmente a estabilidade global de estruturas pré-moldadas com mais de 5 pavimentos. Por esta razão, o presente estudo aponta para a necessidade de mais pesquisas nesta área, com o objetivo de possibilitar projetos mais adequados e seguros de estruturas pré-moldadas em esqueleto para múltiplos pavimentos.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:09:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissMNK.pdf: 4268420 bytes, checksum: 50c2feaa3b1252323d08d023d64588ae (MD5) Previous issue date: 2007-02-26 / Universidade Federal de Minas Gerais / The present research deals with the study of continuity in slab-beam-column connections in precast concrete structures, wherein an experimental investigation about the contribution of longitudinal reinforced bars, passing on the side of the column in the top of the slab, on the connector flexural stiffness. For this study, a beam-to-column connection was selected, comprising concrete corbel with dowel bars and continuity reinforced bars passing trough the column and fulfilling of grout in the interface of the connection. Two tests were carried out for the characterization of the moment-rotation relationship of two different connection prototypes, one with 100% of the continuity reinforced bars passing trough the column and another with 50% trough the column and 50% in the laterals. The experimental results indicate that bars passing on both sides of the column enhanced the moment-rotation relationship for the second prototype, being even more significant for the serviceability stage. However, rotations at the beginning of plasticization of the moment-rotation curve were close for the two prototypes. The results indicate that the transverse reinforcement between the slab and the beam was capable of mobilizing the external longitudinal bars at the same time of the internal longitudinal bars, passing through the column. Additionally, this reinforcement arrangement provided an increase of the cracking control within the connection zone at the end of the beam / No presente trabalho foi estuda a continuidade em ligações laje-viga-pilar em estruturas pré-moldadas de concreto com a realização de uma investigação experimental quanto à contribuição da parcela de armadura passante nas laterais do pilar na capa da laje, tanto para a rigidez à flexão quanto para o controle da fissuração. Para objeto de estudo, selecionou-se uma ligação viga-pilar com consolo de concreto e chumbador, com armadura de continuidade passante no pilar por meio de bainhas lisas preenchidas com graute. Foram realizados ensaios para a caracterização das ligações com dois modelos experimentais, sendo um com 100% da armadura de continuidade passando dentro do pilar e o segundo com 50% dentro do pilar e 50% nas laterais. Os resultados experimentais mostraram que as barras laterais ao pilar contribuíram para aumento da rigidez à flexão, principalmente para a fase de serviço, inferior à carga de projeto. Entretanto, as rotações relativas ao início da plastificação da relação momento-rotação foram próximas para os dois modelos. Acredita-se que o detalhamento empregado para armadura de costura entre a viga e a laje permitiu que as armaduras longitudinais dentro e fora do pilar fossem mobilizadas de forma conjunta, tanto na fase de serviço quanto para a fase de projeto, promovendo um controle efetivo da fissuração na região da ligação

Antes de utilizar as toras de madeira como elemento estrutural é necessário avaliar as propriedades mecânicas desse material tanto por inspeção visual quanto por ensaio mecânico. A técnica de vibração transversal tem se destacado entre os demais métodos de Avaliação Não-Destrutiva para madeira serrada por obter estimativas acuradas do módulo de elasticidade à flexão. Contudo, testes prévios com essa técnica evidenciaram dificuldades de empregá-la na avaliação a rigidez à flexão de toras. O objetivo deste trabalho foi propor um método de ensaio para estimar o módulo de elasticidade na flexão de toras de madeira por meio de vibração transversal. O método proposto foi testado e validado em uma amostra de 40 toras de Eucalyptus sp. Foram obtidas boas correlações entre o módulo de elasticidade estático e o módulo de elasticidade dinâmico obtido pelo ensaio de vibração transversal. / Before using the wood logs as a structural element is necessary to evaluate the mechanical properties of this material by visual inspection and mechanical testing. The transverse vibration technique has stood out among the other methods of Non-Destructive Evaluation for lumber to obtain accurate estimates of the bending modulus of elasticity. However, previous tests showed difficulties with this technique to use it to evaluate the bending stiffness of logs. The aim of this work is to propose a test method to estimate the bending modulus of elasticity of wood logs by means of transverse vibration. The proposed method was tested and validated on a sample of 40 logs of Eucalyptus sp. It was obtained good correlation between the static bending and dynamic modulus of elasticity obtained by transverse vibration test.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:09:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissBC.pdf: 11069989 bytes, checksum: b3c92f78ccad794ee5c2bb5f907f4814 (MD5) Previous issue date: 2007-02-28 / Universidade Federal de Minas Gerais / The behaviour of prestressed precast beams is directly affected by the rotational stiffness of the end connections. Although the prestressed beam presents a linear behaviour in service, the effective behaviour of the precast beam depends on the interaction of the beam with the behaviour of its connections. The majority of the experimental investigations on semi-rigid connections in precast concrete structures are focused on the testing of isolated models of connections aiming to the characterization of their moment-rotation relationships. However, the effective behaviour of precast beams with semi-rigid connections can only be determined through tests of precast subframes, wherein the interaction of the beam with its connections can be evaluated. The present research presents a development of an experimental procedure for testing of precast subframes with semi-rigid connections, which integrates analytical equations, allowing estimate the partial restrained moment at the beam-column connections. Using this approach, this research presents the results of an experimental investigation. With the experimental inquiry of the prestressed beam behavior together with the beam-column connections of extremity, through physical tests, was possible esteem the partial restrained in the beam-column connections, despite in exploratory character. Were testing two models, being one compose for a prestressed beam with semi-rigid connections, and the other compose for a simply supported prestressed beam With the analyses of the experimental results for the studied models, the effective restrained of the connections, in other words, the capacity of restriction to the rotation of beam-column connections of extremity in the U.L.S, was esteem as being a value between 60% and 70%, presenting, thus, a good performance. Although these results are restricted to the negative moments, it gives credit that these connections possess one high potential for application in porches, because the detail used in the interface between the beam and the column made possible a bigger capacity of restriction to the rotation of the connection / O comportamento das vigas pré-moldadas de concreto protendido é diretamente afetado pela relação momento-rotação do apoio. Dessa forma, embora a viga protendida apresente um comportamento linear, o comportamento conjunto viga e ligações, é determinado pela não linearidade das ligações. Os estudos experimentais existentes sobre o comportamento das ligações semi-rígidas em estruturas pré-moldadas têm se restringido a caracterização da rigidez à flexão de maneira isolada, devido principalmente à falta de uma metodologia experimental que integre parâmetros teóricos de controle, como o fator de restrição à rotação αR e o procedimento Beam-line. Na presente pesquisa, desenvolveu-se um procedimento experimental, através do qual foi possível integrar diversos equacionamentos teóricos, que levam em consideração diferentes parâmetros para a análise dos resultados. Com a investigação experimental do comportamento conjunto de uma viga pré-moldada de concreto protendido e de suas ligações viga-pilar de extremidade, a partir de ensaios físicos de dois modelos, foi possível estimar o engastamento parcial nas ligações viga-pilar. Foram ensaiados dois modelos, sendo um composto por uma viga protendida com ligações semirígidas, e o outro composto por uma viga protendida bi-apoiada, ainda que em caráter exploratório Com base nas análises dos resultados experimentais obtidos para os modelos estudados, o engastamento parcial efetivo da ligação, ou seja, a capacidade de restrição à rotação da ligação viga-pilar de extremidade, no Estado Limite Último, foi estimada como sendo um valor entre 60% e 70%, apresentando, assim, um bom desempenho. Embora tais resultados sejam restritos aos momentos negativos, acredita-se que essa ligação possui um elevado potencial para aplicação em pórticos, na medida em que o detalhe utilizado na interface entre a viga e o pilar possibilitou uma maior capacidade de restrição ao giro da ligação