Neste trabalho estuda-se a elaboração dos projetos estruturais dos reservatórios paralelepipédicos de concreto armado, comumente usados no armazenamento de água. Para facilitar as análises, estes reservatórios são separados segundo as formas de suas cubas em três grupos, denominados reservatórios achatados, alongados e cúbicos. Para cada um destes grupos apresentam-se indicações para a escolha dos arranjos estruturais bem como dos prováveis carregamentos que devem ser considerados na obtenção dos esforços máximos. Fornecem-se também critérios para a determinação dos esquemas estáticos, correspondentes a cada um destes carregamentos. Incluem-se ainda critérios práticos para o dimensionamento dos elementos estruturais com verificações de fissuração e de estabilidade da estrutura. Sugerem-se, no final, os arranjos das armaduras mais adequados para toda a estrutura e em particular para as ligações das lajes com as paredes e destas entre si. / In this work, the elaboration of structural designs of parallelepiped form water reservoirs is studied. To facilitate the analysis, these reservoirs are separated into three groups according to their tank forms, namely flat, elongated and almost cubic. For each one of these groups, adequate structural arrangements are indicated as well as probable loads that must be considered in order to obtain maximum efforts. Criteria are proposed to specify static schemes in agreement with each one of the loads. Practical criteria for the design of structural elements, verification of cracking, and the study of the stability of structures have also been included. Finally, suggestions for the most adequate reinforcement arrangements for the whole structure and in particular for the slab-wall and wall-wall connections.

Coberturas em casca de concreto apresentam bom desempenho estrutural, desde que a forma de sua superfície média seja adequada para resistir predominantemente com esforços de membrana ao carregamento atuante. Atualmente, é possível utilizar-se métodos numéricos para determinar a forma mais adequada de uma casca para carregamentos de naturezas diversas e várias condições de apoio, projetando-se cascas com forma livre. Uma das grandes dificuldades para aplicação dessas estruturas consiste em compatibilizar um processo executivo adequado para moldagem de formas livres, que têm características geométricas muito complexas. A utilização de processo executivo de construção tipo sanduíche, com concreto ou argamassa projetados, é vista neste trabalho como uma alternativa para a viabilização dessas estruturas. Propõe-se definir procedimentos para o projeto de cascas com forma livre, utilizando-se recursos computacionais para definição da forma e análise da estrutura, e um método construtivo adequado a esse tipo de estrutura. Apresentam-se os resultados de geração de formas livres com métodos numéricos disponíveis, bem como parâmetros que podem auxiliar na aplicação dessas formas livres em projetos de coberturas em casca, baseados em resultados numéricos de análise dessas estruturas. São descritas as experiências de execução de dois protótipos de cobertura em casca, com aplicação de argamassa em núcleo de material leve, posicionado entre telas de aço moldadas na forma de membranas pênseis invertidas. Apresentam-se os resultados obtidos em prova de carga de um dos protótipos executados, bem como comparações desses resultados com os obtidos em modelos numéricos, comprovando-se o bom desempenho da estrutura, mesmo sendo a seção formada por duas faces finas sem conexão rígida. Acredita-se que o procedimento executivo proposto para moldagem de cascas com forma livre pode, com pequenas melhorias, ser utilizado na execução de estruturas semelhantes, mesmo com dimensões maiores, compondo-se, dessa maneira, um processo tecnológico viável. / Concrete shell roofs are very efficient structures when designed to support the loads mainly by membrane forces. Nowadays, there are numerical methods that can be used to determine the suitable shell shape, once it is given the loading and the boundary conditions, with a great variety of these parameters, thus creating the so called free form shells. When applying these shell shapes at practical situations, using conventional concrete construction technology, problems appear because of their very complex geometrical characteristics. Sandwich type construction and shotcrete have been seen in this work as alternatives to solve many construction problems involved with free form shell construction. It is propposed that conceptual design of free form shells, with basis on computational methods, be applied together with a adequate construction method to define a design methodology. Results of the application of numerical methods for shell shape generation are presented, as well as data that can be used when apllying these shell shapes in roof design. Two prototypes were built by applying mortar on ligthweight curved panels fixed between two steel meshs. The results of a loading test performed on one of these prototypes are described and compared with those obtained in a numerical simulation. The prototype proved to be so stiff, beware the fact that the thin faces of the sandwich section did not have rigid shear connections. One believes that there are sufficient data to ensure that the proposed construction method is very suitable to cast free form shell roofs and so it can be used, with few improvements, even on large span structures.

Este trabalho versa sobre o desenvolvimento de rotinas computacionais para o projeto automático de estruturas de concreto submetidas à protensão aderente e não aderente, conforme recomendações das normas brasileira [NBR6118:2007] e francesa [Règles BPEL 91]. A justificativa da realização deste trabalho vem da crescente utilização da protensão no Brasil, devido principalmente a suas vantagens construtivas, à redução na incidência de fissuras e na dimensão das peças com o emprego eficiente de materiais de maior resistência. Visando contribuir para o desenvolvimento científico nacional, o presente trabalho dá continuidade a uma linha de pesquisa que vem sendo desenvolvida no Programa de Pós- Graduação em Engenharia Civil – PPGEC/UFRGS, a qual foi iniciada com a implementação de um modelo numérico, baseado na formulação do elemento finito do tipo híbrido para pórticos planos, que faz a análise quanto à flexão de seções com protensão aderente e não aderente. A partir deste elemento finito, torna-se possível a utilização de elementos longos, de maneira que um único elemento finito possa ser utilizado para um vão de viga ou pilar, reduzindo, assim, o esforço computacional. O modelo numérico considera a não linearidade geométrica, carregamentos cíclicos e construção composta, levando em conta a concretagem por fases. Relações constitutivas já consolidadas na literatura são empregadas para os materiais, sendo que a cadeia de Maxwell é utilizada para representar o comportamento reológico do concreto e do aço de protensão, respeitando as características de cada material. Realizou-se, ainda, um estudo das variáveis necessárias na implementação do modelo numérico a fim de desenvolver uma interface gráfica amigável com a ajuda do software Microsoft Visual Basic 2008 Express Edition, disponível gratuitamente na internet, facilitando, desta forma, a entrada de dados. As rotinas computacionais implementadas efetuam a verificação dos estados limites de serviço e últimos, complementando o modelo numérico original. São consideradas as situações de protensão completa, limitada e parcial e verificados conforme cada caso, os estados limites de descompressão, de formação e de abertura das fissuras, além dos estados limites últimos finais, no ato da protensão e a verificação do esforço cortante. São apresentadas comparações entre situações de projeto conforme as normas brasileira e francesa, analisando de forma crítica os resultados obtidos. De um modo geral, observou-se que as verificações feitas pela norma francesa apresentaram resultados mais conservadores. Ao longo deste trabalho, buscou-se, como objetivo principal, tornar o programa computacional operacional para a realização de projetos. / This work presents the development of computational algorithms for the automatic design of concrete structures subjected to bonded and unbonded prestressing, according to the Brazilian [NBR6118:2007] and French [Règles BPEL 91] code specifications. The study is justified by the increased use of prestressing in Brazil, due to its many constructive advantages, like reduction in crack incidence and decrease in section dimensions, with the efficient use of higher resistance materials. It is part of a major research developed in the Graduate Program in Civil Engineering - PPGEC/UFRGS, started with the implementation of a numerical model based on the formulation of a hybrid type finite element for prestressed plane frames. Such model, makes possible the use long elements, so that a single finite element can be used for modeling a beam or column, therefore improving computational efficiency. The numerical model considers geometric nonlinearity, cyclic loading and composite construction, allowing different constructive stages. Well established constitutive relations are used for representing material behavior and the Maxwell chain model is used for both concrete and prestressing steel time-dependent responses. A study on the variables needed to implement the numerical model was performed, in order to develop a friendly graphical interface, with the help of Microsoft Visual Basic 2008 Express Edition, a free software that facilitates data acquisition. The implemented computational algorithm performs the verification of the Serviceability Limit States and the Ultimate Limit State, with a view to complementing the original numerical model. Full, partial and limited prestressing situations are considered and checked and, in each case, the Limit State of Decompression, the Limit State of Cracking, the Ultimate Limit State, the final act of prestressing and the Shear Strength are verified. Comparison between design situations according to the Brazilian and French code specifications are presented. In general, it was observed that verifications of the French code were more conservative. This work was focused on the main objective to make the computer program operational for structural design.

Orientador: João Alberto Venegas Requena / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo / Made available in DSpace on 2018-08-09T15:12:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Branco_RenatoHenriqueFerreira_M.pdf: 3986850 bytes, checksum: 072a11037e6f4092c809ec3cc6180f9e (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: Este trabalho tem como objetivo apresentar análises comparativas entre estruturas metálicas treliçadas tubulares planas considerando as vinculações entre as barras como rotuladas e estruturas metálicas treliçadas tubulares planas considerando as vinculações entre as barras como rígidas. A motivação deste estudo foi determinar qual a importância da rigidez das barras no dimensionamento das mesmas estruturas quando são consideradas diferentes vinculações entre as barras. Foram encontradas diferenças nos dimensionamentos quando as barras são ¿curtas¿ e conseqüentemente, bastante rígidas. Nestes casos, onde as barras são rígidas, a consideração de rótula leva a resultados que não condizem com o comportamento real da estrutura e, conseqüentemente, a um dimensionamento inadequado da estrutura tubular. Para agilizar as análises, foi desenvolvido um software que automatiza as etapas principais de um projeto de estruturas metálicas tubulares planas, com o objetivo de enquadrar tais análises em condições que respeitem os parâmetros normativos de ângulos entre barras, limites de esbeltez, entre outros. As etapas automatizadas foram: geração automática de determinadas geometrias, cálculo dos coeficientes de pressão e forma do vento e pressão dinâmica, carregamento automático da estrutura, cálculo estrutural e dimensionamento da estrutura. O programa possui uma interface amigável, integrada e ágil que permite aos projetistas de estruturas metálicas realizarem diversas análises possibilitando de forma rápida a escolha da solução mais adequada para a estrutura / Abstract: This research has the objective to present a comparative analysis between steel plane tubular trusses that consider the member¿s end connections as released and steel tubular plane trusses that consider the member¿s end connections as non-released (rigid). This study intends to measure the member¿s stiffness importance for the design of these members when them are considered released or not. It was found differences when the members were ¿short¿ and very rigid. In this cases, when the members were rigid, the released consideration takes to results that don¿t represent the real behavior of the structure and, consequently, to an inadequate design of the tubular structure. To make the analysis faster, it was developed a software that automate the major steps of a steel tubular structure design, with the objective to fit the analysis in the standard design recommendations, like angles between members, stiffness limits, and others. The automated steps were: automatic generation of geometries, automatic wind pressure calculation, automatic structure load insertion, structural analysis and steel structure design based on Brazilian codes. The software has a friendly interface, which allows engineers realize several analyses and, thus, choose the most adequate solution for the structure / Mestrado / Estruturas / Mestre em Engenharia Civil

Made available in DSpace on 2014-08-20T14:33:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dissertacao_boris_kluwe_niemczewski.pdf: 4070941 bytes, checksum: cd0ce95f53dff24d66bbc0f65ab51ed8 (MD5) Previous issue date: 2012-12-14 / In Family Farming, the work is repetitive, and very tiring, and the labor is limited. Mechanization is the solution. The farmer cannot have knowledge to acquire adequate equipment, and a more powerful tractor can raise the fuel and maintenance costs, making it difficult for him to profit. For low power tractors, in the range of 18 kW (≈25 cv) with front wheel traction (FWT), there s only a few options of choice of planters considered adequate, and that the existing options are not satisfactory to the farmer needs. In this study, were defined the design requirements for a planter frame with characteristics for small properties, in a proposition of 4 rows to be pulled by a low power tractor. The methodology used in the design of the conception of the planter, and thus of the frame, was developed by the Santa Catarina University s Mechanical Engineering Department, which is based in a consensual model that divides the design process in 4 main phases: Informational Design, Conceptual Design, Embodiment Design and Detail Design. In the present work only the Informational and Conceptual Design phases were approached. The detailing of the referential theory of this methodology is shown by Reis and Forcellini (2002). The modeling of loading was developed for dimensioning the frame, employing a CAD 3D software and the analysis of the frame s structural static behavior, using the Finite Element Analysis technique, considering the actual work the machine would be subject to, was also done. To validate the model made by SolidWorks Simulation, a real scale prototype was subject to carrying vertical forces to compare the real deformations of the model with the displacements calculated by the software. The mathematical model was considered trustworthy, though the horizontal carrying was not conducted in the test. Despite the shortcomings observed owing to the impossibility of conducting loadings consistent with the reality of machine use in the field, the results are considered promising in this phase of product development. With the adopted solutions and the dimensioning done by the software SolidWorks Simulation, in the concept of the frame for sliding reservoirs, with four rows, and the proposal of just one fertilizer and seed meter for every two rows, it was possible to reduce the prototype frame s weight compared to the commercial machines observed for the execution of this study. / Na agricultura familiar, o trabalho é repetitivo, muito cansativo, e a mão de obra é reduzida. A mecanização é a solução. O agricultor pode não ter conhecimento para adquirir o equipamento adequado, e um trator mais potente aumenta os custos com óleo diesel e manutenção, dificultando seu desenvolvimento financeiro. Para tratores de baixa potência, na faixa de 18 kW (≈25 cv) com tração dianteira auxiliar (TDA), nota-se que há poucas opções de escolha de semeadoras consideradas adequadas, e que as existentes não satisfazem as necessidades do agricultor. Nesse estudo, definiram-se os requisitos de projeto de um chassi para uma semeadora com características para pequenas propriedades, numa proposta de quatro linhas para ser tracionado por trator de baixa potência. A metodologia utilizada no projeto da concepção de semeadora, e consequentemente do chassi, foi desenvolvida pelo Departamento de Engenharia Mecânica da Universidade Federal de Santa Catarina, que se baseia em um modelo consensual que divide o processo de projeto em quatro fases principais: projeto informacional, projeto conceitual, projeto preliminar e projeto detalhado. No presente trabalho foram abordadas apenas as fases de projeto informacional e de projeto conceitual. O detalhamento do referencial teórico dessa metodologia é apresentado por Reis e Forcellini (2002). Desenvolveu-se um modelo de carregamentos nesse chassi para dimensionamento, empregando software CAD 3D e análise do comportamento estrutural estático do mesmo, utilizando a técnica numérica de Análise de Elementos Finitos, levando em consideração os reais esforços a que a máquina em questão estaria sujeita. Para validação do modelo implementado pelo software Solidworks Simulation, submeteu-se um protótipo em escala real a carregamentos de forças verticais a fim de comparar os deslocamentos reais do modelo com os deslocamentos calculados pelo software. Concluiu-se que o modelo matemático é válido e que os cálculos da estrutura do chassi que foram realizados pelo software são confiáveis, mesmo não tendo sido realizados os carregamentos horizontais no ensaio prático. Apesar das deficiências observadas em virtude da impossibilidade da realização de carregamentos condizentes com a realidade de uso da máquina em campo, os resultados são considerados promissores nessa fase do desenvolvimento do produto. Com as soluções adotadas e com o dimensionamento pelo software SolidWorks Simulation, na concepção do chassi de reservatórios deslizantes, com quatro linhas, e a proposta de um dosador de adubo e um dosador de sementes para cada duas linhas, foi possível reduzir o peso do chassi protótipo em relação as máquinas comerciais observadas para a execução deste estudo.

Schriftenreihe des Lehrstuhls Tragwerksplanung, Technische Universität Dresden Die Professur für Tragwerksplanung versteht sich als Bindeglied zwischen den mathematisch-technischen Wissenschaften der Bauingenieure und den gestalterischen Entwurfslehren der Architekten. Die Lehre an der Professur beschäftigt sich mit den Grundlagen der Tragwerksplanung und Statik, mit darauf aufbauenden Themen zu speziellen Systemen sowie mit Fragen der Sanierung und Instandhaltung. Zusätzlich existieren Kurse zum Brandschutz sowie zur Bauausführung und Bauüberwachung. / From Research to Practice in Construction Publication Series of the Chair of Structural Design, Technische Universität Dresden

M.Ing. (Civil Engineering) / The purpose of this investigation was to develop the basic information necessary for formulating creteria for the design of Type 3CR12 steel hot-rolled sections as columns. The mechanical properties needed for structural design are established. Investigations into the behaviour of axially loaded compression members indicated that the overall column buckling of compression members may be predicted with confidence by the tangent modulus approach. Finally simplified design recommendations are made for the design of Type 3CR12 steel hot-rolled columns. The need for future research are identified.

El presente estudio se realizó con la finalidad de diseñar y analizar un concreto con reemplazo parcial de ceniza de cáscara de arroz (RHA) más resistente que el convencional frente a la exposición a los ambientes marinos. Esta ceniza, resulta de la combustión de cascarillas de arroz que genera una empresa encargada de elaborar pulitón en el departamento de La Libertad – Perú. La ceniza resultante de dicho proceso posee características similares a las del cemento, empezando por el alto contenido de sílice, haciéndolo apto para ser utilizado como adición. Este componente se utilizó para reemplazar en 5, 10 y 15% al cemento tipo V dentro de la mezcla de concreto con la finalidad de estudiar su reactividad puzolánica. Adicionalmente, se realizaron ensayos de resistencia a la compresión de probetas cilíndricas a los 28 días de curado en agua. Asimismo, se optó por realizar ensayos de durabilidad a los agregados grueso y fino según la Norma C88 utilizando sulfato de magnesio (MgSO4). Finalmente, se obtuvo el porcentaje de RHA más óptimo para conseguir los mejores resultados en cuanto a la resistencia a la compresión y al ataque de sulfatos. / The present study was carried out in order to design and analyze a concrete with partial replacement of rice husk ash (RHA) more resistant than the conventional one against exposure to marine environments. This ash, is the result of the combustion of rice husks that generates a company responsible for making pulitón in the department of La Libertad - Peru. The ash resulting from this process has characteristics similar to those of cement, starting with the high silica content, making it suitable for use as an addition. This component was used to replace the type V cement in the concrete mix in 5, 10 and 15% in order to study its pozzolanic reactivity. Additionally, tests of compressive strength of cylindrical specimens were carried out after 28 days of curing in water. Likewise, it was decided to perform durability tests on coarse and fine aggregates according to Standard C88 using magnesium sulfate (MgSO4). Finally, the most optimal percentage of RHA was obtained to achieve the best results in terms of resistance to compression and sulfate attack. / Tesis

La presente investigación radica en la evaluación técnico-económica de dos tipos de reforzamiento estructurales, tales como el polímero reforzado con fibra de carbono (CFRP) y el encamisado de concreto reforzado en los elementos estructurales de vigas y columnas. Esto con el objetivo de determinar la alternativa de solución óptima, teniendo en cuenta que la opción de encamisado de concreto reforzado es comúnmente la más empleada en el sector. En cuanto al proyecto, este corresponde a un edificio de hotel en el cual se requiere hacer cambio de uso en los pisos 3 y 4 incorporando una sala de gimnasio en los pisos ya mencionados. Respecto al diseño de las alternativas de reforzamiento, estas se rigen bajo las exigencias del Reglamento Nacional de Edificaciones del Perú (E020 – Cargas, E030 - Diseño Sismorresistente, E060 – Concreto Armado) y de normas internacionales como la ACI (ACI440.2R – Fibra de carbono, ACI369 - Rehabilitación sísmica de edificios con estructuras de concreto existente, ACI318 – 14 Requisitos de reglamento para concreto estructural). Asimismo, se utilizó el programa Etabs para complementar el análisis del comportamiento estructural de las vigas y columnas. Posterior al diseño, se realizó la evaluación técnico-económica, proponiendo un plan de ejecución (cronograma) acorde con las características y contexto del proyecto, y un presupuesto económico para cada caso. Finalmente, mediante un análisis comparativo que contrasta ambos criterios, se concluye la alternativa de reforzamiento óptima para la edificación de hotel analizada es el CFRP. / The present investigation lies in the technical-economic evaluation of two types of structural reinforcement, such as the carbon fiber reinforced polymer (CFRP) and the reinforced concrete jacketing in the structural elements: beams and columns. The objective is to determine the optimal solution alternative, taking into account that the option of reinforced concrete cladding is commonly the most used in the sector. As for the project, it corresponds to a hotel building in which change of use is required on floors 3 and 4 incorporating a gymnasium in the aforementioned floors. Regarding the design of reinforcement alternatives, these ruled by the requirements of the National Building Regulations of Peru (E020 – Loads, E030 – Seismic Resistant Design, E060 – Reinforced Concrete) and international standards such as the ACI (ACI 440 – FRP, ACI 369 – Seismic Rehabilitation of Existing Concrete Frame Builidings, ACI 318 - Requirements for Structural Concrete). Likewise, the program was used to complement the analysis of the structural behavior of the buildings and the reinforcement alternatives. After the design, the technical-economic evaluation was carried out, proposing an execution plan (schedule) according to the characteristics and context of the project, and an economic budget for each case. Finally, by means of a comparative analysis that contrasts both criteria, the optimal reinforcement alternative for the hotel building analyzed is concluded is the CFRP. / Tesis

This work contains a proposal for constructions and workings of a worm mixer of clay, lime, cementand fly ash with water for delivery quantity 18 tons per an hour. The introduction describes problems of mixing and mixers in the preparation of building materials. I have mentioned calculation of the main proportions and drive under the relevant norms and self-fortress control of the stresssed parts of mixer. Drawing documentation is worked into the ACad program and contains the configurations of the proposed machinery and detailed subassembly of important parts of worm mixer.