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Estudo da ação da clorpromazina na torção testicular em ratos / Role of chlorpromaxine in a model of testicular torsionRafael Carvalho Mesquita 23 May 2016 (has links)
Introdução: A torção testicular permanece como uma emergência urológica, despertando grande interesse em fármacos que podem minorar a lesão testicular e suas repercussões na fertilidade e produção hormonal. No entanto, não há fármaco aprovado para uso clínico rotineiro. Uma droga estudada em isquemia celular é a clorpromazina, sendo conhecidos seus efeitos protetores na função e estrutura da membrana celular e mitocondrial. Objetivos: Avaliar a diferença na lesão de células germinativas após 1 e 6 horas de torção e a ação da clorpromazina administrada previamente à resolução da torção no testículo isquêmico. Materiais e Métodos: 54 ratos Wistar, machos, com peso corporal entre 220 e 260 gramas distribuídos em 5 grupos: sham, controle com isquemia de 1 hora(A), controle com isquemia de 6 horas(B), experimental com isquemia de 1 hora(C) e experimental com isquemia de 6 horas(D). Em 48 animais foi realizada torção unilateral do cordão espermático com duas voltas em torno do seu eixo (720 graus), fixando-se o testículo nessa posição, após o que cada subgrupo foi separado em avaliação imediata (orquiectomia bilateral ao final do período de torção = 1) e tardia (orquiectomia bilateral, uma semana após a resolução da torção = 2). O grupo experimental recebeu 3 mg/kg de clorpromazina administrada via endovenosa, 30 minutos antes da resolução da torção. O grupo controle recebeu apenas solução salina a 0,9% por via endovenosa. Outros 6 animais formaram o grupo sham, onde foi realizada apenas a manipulação do cordão espermático. Após retiradas as gônadas, foram preparadas para análise histológica pela microscopia de luz e imunohistoquímica.Um pequeno fragmento de cada testículo foi separado para avaliação por microscopia eletrônica de transmissão (MET). Resultados: Na análise por microscopia de luz foram notadas alterações devido à isquemia como, necrose de coagulação e edema intersticial, principalmente nos grupos com isquemia mais prolongada (6h - B e D). Na avaliação por imunohistoquímica, houve maior expressão da caspase-3 nas células e túbulos dos testículos com 6 horas de isquemia, quando comparados com o grupo sham. No entanto, a expressão de bcl-2 não foi expressiva em nenhum grupo. Os grupos B e D também demonstraram alterações mais expressivas na análise por MET. Em nenhuma das avaliações foi observado superioridade do grupo da clorpromazina em relação ao grupo controle. Conclusão: As lesões celulares intratubulares induzidas pela isquemia e reperfusão testicular foram semelhantes após 1 e 6 horas, as diferenças foram relacionadas à sua maior intensidade no grupo com 6 horas e a clorpromazina não foi efetiva na prevenção da lesão por reperfusão. / Introdution: Testicular torsion remains as a urology emergency arousing interest about medicine which can reduce testicular injury and its impact on fertility and hormone production. However, there is no drug approved for routine clinical use. A drug studied in cell ischemia is chlorpromazine, being known its protective effects on the function and structure of cellular membrane and mitochondrial. Objective: To evaluate the difference in lesion of germ cells after 1 and 6 hours and the action of chlorpromazine administered before the resolution of ischemic testicle due torsion. Materials and methods: 54 male Wistar rats weighing between 220 to 260 grams divided into five groups: sham, control with one hour of ischemia (A) control with six hours of ischemia (B) experimental with one hour of ischemia (C) and experimental six hours of ischemia (D). In 48 animals was performed unilateral torsion of the spermatic cord with two laps around its axis (720 degrees), keeping the testicle in this position. After that, each subgroup was divided into immediate evaluation (bilateral orchiectomy at end of the torsion period = 1) or later (bilateral orchiectomy after one week of torsion resolution = 2). The experimental group received 3 mg / kg chlorpromazine administered intravenously 30 minutes before the resolution of torsion. The control group received only saline 0.9% intravenously. Other 6 animals were in the sham group, which was held just handling the spermatic cord. After withdrawal, the gonads were prepared for histological analysis by light microscopy and immunohistochemistry. A small piece of each testis was separated for evaluation by electron microscopy. Results: In analysis by light microscopy, ischemic changes were rated as coagulative necrosis and interstitial edema mainly in groups with prolonged ischemia (6h - B and D). When analyzed by immunohistochemistry, there was greater expression of caspase-3 in cells and tubules of the testes with 6 hour of ischemia compared to the sham group. However, bcl-2 expression was not impressive in either group. B and D groups also showed more significant changes in the analysis by electron microscopy. None of the ratings has been shown superiority of chlorpromazine group over the control group. Conclusion: The germ cell damage induced by ischemia and reperfusion was similar after 1 and 6 hours, the differences were related to its greatest intensity in the group with 6 hours and chlorpromazine was not effective in preventing reperfusion injury.
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Estudo biomecânico do comportamento de diferentes espessuras de capa de cimento ósseo em novo modelo de prótese modular diafisária femoral em cão submetidas a ensaio de torção / Biomechanical analysis in the use of different cement layers in a new model of modular diaphyseal femoral implant relative to torsion forcesDella Nina, Marcos Ishimoto 17 December 2008 (has links)
A viabilidade da utilização de próteses modulares cimentadas em diáfises de fêmur em cães foi demonstrada, porém diversos autores relatam a falha de aderência entre as próteses e os ossos como uma das principais complicações. O presente trabalho teve como objetivo investigar biomecanicamente a interface implante metálico, osso e capa de cimento ósseo de com diferentes espessuras de cimento ósseo utilizadas para a estabilização da prótese. Para tanto foram utilizados fêmures bilaterais de 24 cadáveres de cães com peso acima de 15 quilos que foram divididos em quatro grupos, o primeiro grupo composto por oito fêmures utilizou uma espessura de capa de cimento de 1,0 a 1,5 mm, o segundo grupo, composto por oito fêmures, utilizou uma capa de cimento de 2,0 a 2,5 mm e o terceiro grupo, composto por oito fêmures, utilizou uma capa de cimento compreendida entre o intervalo de 3,0 a 3,5 mm de espessura. Os fêmures foram submetidos a ensaios destrutivos de torção onde foram avaliados a rigidez à torção e torque máximo suportado pela interface implante metálico, osso e capa de cimento ósseo. O quarto grupo, denominado de controle, composto pelos fêmures contralaterais íntegros, foram submetidos ao mesmo ensaio de torção que as peças onde foram utilizadas as próteses. Os resultados encontrados foram que nas condições apresentadas neste estudo não foi encontrada diferença biomecânica estatisticamente significante, em relação à rigidez à torção e torque máximo, na utilização de capas de cimento na faixa de 1 mm e 2,5 mm e entre 2 mm e 3,5 mm. Porém houve diferença quando comparado as faixas de espessura de cimento entre os grupos de 1 mm a 1,5mm e de 3 mm a 3,5 mm. / The feasibility of modular cemented prosthesis in the femoral diaphysis was demonstrated in dogs, but several authors report loosening of bone, cement and implant interface as a major complication. The objective of this study was to evaluate the stabilization of the prosthesis using different thicknesses of cement layer. For this study 48 femurs from 24 dogs weighing over 15 kilograms were used. They were separated in four groups, the first group with eight femurs used a cement mantle from 1.0 to 1.5 mm, the second group, with eight femurs, used a cement mantle from 2.0 to 2.5 mm and the third group, with eight femurs, used a cement layer from 3.0 to 3.5 mm. The femurs were submitted to destructive torsion tests where they were evaluated due to the values of torsional rigidity and maximum torque shown by the implant, bone and bone cement interface. In the fourth group were the remaining intact femurs, they were evaluated using the same torsion test used on the other groups. The results were that under the present conditions we found no biomechanical differences relative to torsional rigidity and maximum torque, using cement layers between 1 mm and 2.5 mm and between 2 mm and 3.5 mm. But we found biomechanical differences between groups of 1 mm to 1.5 mm and 3 mm to 3.5 mm.
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Teoria de homotopia simples e torção de Whitehead / Simple-homotopy theory and Whitehead torsionSilva, Luciana Vale 26 April 2007 (has links)
Este trabalho apresenta a teoria de homotopia simples, desenvolvida por J. H. C. Whitehead, com o objetivo de obter um método para classificar espaços com o mesmo tipo de homotopia. Com esta motivação, Whitehead introduz o conceito de equivalência de homotopia simples entre complexos simpliciais, que posteriormente é generalizado para complexos CW, espaços criados pelo próprio Whitehead. Um resultado imediato desta teoria é que quando dois espaços têm o mesmo tipo de homotopia simples, eles têm o mesmo tipo de homotopia. A recíproca desta afirmação é então conjecturada. Mostraremos que trata-se de uma conjectura falsa, contudo a investigação de sua confirmação produz um material que toma rumo próprio. Nosso enfoque são os aspectos algébricos envolvidos nesta investigação / This work presents the simple-homotopy theory, developed by J. H. C. Whitehead, with the goal to get an method to classify spaces with the same homotopy type. So, with this motivation, Whitehead introduced the concept of simple-homotopy equivalence between simplicial complexes, that later was generalized for CW complexes, spaces created by himself. An immediate result of this theory is that, if two spaces have the same simple-homotopy type, they have the same homotopy type. Then, the reciprocal statement is conjectured. We will show that the conjecture is not true, but the research about its truthfulness produces a material that takes its own way. Our approach are the algebraic aspects involved in this research
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Metodologia para projeto otimizado de barras de torção para contrabalanceamento, aplicadas a materiais metálicos diversos.Marcos Suyama 11 November 2006 (has links)
Barras de torção são largamente utilizadas para diversas necessidades na indústria aeronáutica, tais como sistemas de comando de vôo, contrabalanceamento de portas diversas. Desse modo, ée apresentada uma metodologia que visa fornecer uma estimativa inicial das dimensões dessa barra. Essa metodologia ée baseada em três conceitos comuns para qualquer projeto de barra de torção: balanceamento, onde a barra de torção deve promover certa resistência a uma carga aplicada (no estudo de caso, a abertura de uma porta de passageiros); fadiga, baseada nas propriedades dos materiais estudados, bem como suas curvas de fadiga, fornecidas pela norma MMPDS-01; e, por último, margem de segurança, de modo que haja tensões em níveis satisfatórios, em relação às tensões de escoamento dos materiais estudados. Assim, obtém-se uma estimativa pré-otimizada das dimensões da barra de torção (diâmetro e comprimento) para qualquer material, visando a atender os requisitos necessários. Para a decisão final da melhor barra estimada, são estabelecidos critérios, novamente atendendo às necessidades de cada projeto, tais como peso, custo, entre outros. Com os valores estimados, ée feito o refinamento da mesma, utilizando método dos elementos finitos e ensaios. De modo geral, a metodologia visa dar essa estimativa inicial de forma que não sejam necessárias inúmeras novas iterações no projeto, reduzindo o tempo de projeto e manufatura.
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Uma metodologia para a análise da influência do tráfego de veículos pesados na resposta dinâmica de pontes rodoviárias. / A methodology to assess the influence of heavy vehicles traffic on the dynamic responses of highway bridges.Moroz, Felipe Vieira 20 October 2009 (has links)
Esse trabalho trata do problema de interação dinâmica entre veículos de carga e estruturas de pontes rodoviárias, incluindo o aprimoramento de um modelo veicular de oito graus de liberdade usualmente utilizado na modelagem de veículos classe 3C, introduzindo o nono grau de liberdade, referente à rotação em torno de seu eixo longitudinal ou movimento roll. Foram calculados os carregamentos provenientes do veículo modelado sobre pavimento inicialmente indeslocável, com perfis iguais ou distintos de rugosidade e diferentes sob cada linha de pneus, assim como a participação da energia modal do veículo para cada caso. Tais carregamentos foram condensados estaticamente e aplicados em modelo estrutural simplificado (unifilar) de uma ponte em seção celular, visando a identificar as flutuações dos esforços de torção provenientes da diferença de perfil de rugosidade sob cada linha de pneus do veículo estudado. Ainda foram confrontados resultados para duas situações de tráfego, sendo a primeira para veículo isolado trafegando sobre estrutura e a segunda para um comboio de veículos. Também, verificou a aproximação implícita na adoção de pavimento indeslocável para a obtenção dos esforços da interação veículo-pavimento, utilizando um método iterativo até que se garantisse convergência para os deslocamentos. / This work is concerned with the problem of dynamic interaction between heavy vehicles and bridges structures and also with the improvement of an eight-degree-of-freedom model of a 3C class vehicle, by introducing the ninth degree of freedom referring to the rotation about the vehicle longitudinal axis, or roll movement. The loads applied by the vehicle to the bridge deck were evaluated, assuming initially a rigid structure under the pavement, for both equal and distinct roughness profiles under each tire line, as well as the vehicle modal energy participation for each case. Such loads were statically condensed and applied to a simplified (unifilar) structural model of a girder box bridge, aiming at estimating the fluctuation of the torsion moments due to the differences in the roughness profiles under each tire line. The differences in the dynamic response were evaluated considering two traffic situations, namely a single vehicle or an ensemble of vehicles moving along the bridge. It was further checked the approximation implied in the assumption of a rigid structure under the pavement for the evaluation of the vehicle-structure interaction loads, by means of an iterative procedure until convergence was obtained for the displacements. Besides, it was compared the dynamic responses considering two different traffic situations. The first situation is a unique vehicle moving on a bridge whereas the second is a train of vehicle moving on the bridge. Ahead, it was verified the error in adopt the hypothesis of unmoved pavement in the vehicles model to obtain iteration forces pavement-vehicle, using an iterative methodology to rebuild the original vehicles displacement.
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Investigação das solicitações de cisalhamento em edifícios de alvenaria estrutural submetidos a ações horizontais / Shear stress analysis on masonry buildings under lateral loadsNascimento Neto, Joel Araújo do 24 March 1999 (has links)
Este trabalho apresenta uma análise minuciosa das solicitações de cisalhamento nas paredes de edifícios em alvenaria estrutural submetidos a ações horizontais. O estudo compreende a análise do comportamento global da estrutura, empregando-se diferentes modelagens numéricas para o sistema de contraventamento do edifício. Os modelos utilizados incluem a deformabilidade por cisalhamento das paredes e os efeitos provenientes da torção do edifício. Os resultados apresentados consistem em deslocamentos horizontais, distribuição dos esforços cortantes e momentos fletores entre as paredes, e análise das tensões de cisalhamento das paredes e lintéis. Avaliam-se, também, os diagramas de esforço cortante e momento fletor das paredes mais solicitadas. / This work presents a shear stress study of the shear walls of masonry buildings under lateral loads. The study consists of building overall structural behavior, with the use of different theoretical models for the lateral-load-resisting system of the building. The models include shear deformation and torsion effects. The results comprise horizontal displacement, shear force and bending moment distribution on shear walls, enhancing the shear stress verification of greater internal-forces values in walls and lintels. Shear force and bending moment diagrams related to the walls with the greater internal forces are also shown.
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Teoria de curvas para métricas não-euclidianas.Melo, Fábio Silva 08 July 2016 (has links)
Dissertação de Mestrado apresentada ao Instituto de Matemática, Estatística e Computação Científica, Unicamp, como requisito parcial para obtenção do título de Mestre em Matemática. 2010 / Submitted by Nilson Junior (nilson.junior@unila.edu.br) on 2016-07-08T20:28:03Z
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Previous issue date: 2010 / A teoria local de curvas da Geometria Diferencial no plano e no espaço euclidiano é bem conhecida (vide referências como [4] e [13]). Este trabalho consiste de uma generalização desta teoria usando métricas arbitrárias. Tal generalização é feita substituindo a matriz identidade que define o produto interno usual por outra matriz quadrada, simétrica e positiva definida. Com este novo produto interno, são estudados conceitos como vetor tangente, vetor normal, vetor binormal, fórmulas de Frenet, curvatura e torção
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Avaliação dos testículos de ratos submetidos à torção testicular antes, durante e após a puberdade e o efeito do tratamento com resveratrol / Assessment of the testes of rats testicular torsion before, during and after puberty and the effect of treatment with resveratrol.Carina Teixeira Ribeiro 17 July 2013 (has links)
Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro / A torção testicular (TT) é uma afecção de relativa frequência, alvo de muitos estudos clínicos e experimentais ao longo dos anos. Pode acometer qualquer idade, no entanto é mais incidente em pacientes com menos de 21 anos de idade. Sua distribuição ocorre em dois picos: um no período neonatal e outro ao redor dos 13 anos de idade. A taxa dessa morbidade em jovens com menos de 25 anos é na ordem de 1/4000. A TT resulta em rotação do cordão espermático, que gera um comprometimento do suprimento sanguíneo testicular, considerada uma urgência urológica. Depois da TT, a artéria testicular e o plexo pampiniforme sofrem oclusão, interrompem o suprimento arterial e a drenagem venosa do testículo, diminuindo o aporte de nutrientes e oxigênio aos tecidos e células, levando à isquemia testicular. Esta condição afeta a produção de espermatozóides do testículo torcido podendo comprometer a fertilidade do indivíduo. Este presente estudo avaliou a função reprodutiva, alguns parâmetros espermáticos e morfologia dos testículos de ratos adultos submetidos à torção testicular antes, durante e após a puberdade, e também o efeito do tratamento com resveratrol. Os testículos direitos dos ratos foram torcidos a 720 por quatro horas em todos os grupos, exceto no grupo controle. A TT foi realizada durante os períodos pré-púbere (4 semanas de idade), púbere (6 semanas de idade) e adulto jovem (9 semanas de idade). Para cada grupo, houve um outro grupo que os animais foram submetidos ao mesmo procedimento e foram tratados com resveratrol, 30 mg/kg resveratrol foi injetado por via intraperitonel, 30 minutos antes da destorção, seguido por gavage por 7 dias. Cada rato na idade adulta acasalou com três fêmeas adultas com 12 semanas de idade para avaliar parâmetros de fertilidade. Todos os animais foram mortos com 14 semanas de idade e os testículos foram removidos para análise de concentração, motilidade e viabilidade dos espermatozóides de amostras colhidas da cauda dos epidídimos. Os parâmetros morfológicos foram avaliados por métodos estereológicos macro e microscópicos. A função reprodutiva dos animais nas diferentes idades não foi afetada pela TT, no entanto, após o tratamento os ratos operados com 4 e 6 semanas de idades tiveram maior potência e os ratos operados com 9 semanas de idade apresentaram maior taxa de fecundidade na idade adulta.. Os parâmetros morfológicos foram afetados em todos os testículos torcidos em todas as idades. Alguns desses parâmetros melhoram após o tratamento com resveratrol, e o efeito adjuvante foi maior nos ratos submetidos à TT com 4 semanas de idade. Entretanto, o resveratrol recuperou o epitélio seminífero no grupo que sofreu TT com 9 semanas de idade, os quais não apresentaram nenhum epitélio após a TT. Os parâmetros espermáticos dos testículos torcidos decresceram em todas as idades, e o resveratrol não foi efetivo, embora tenha recuperado a produção de espermatozóides no grupo que foi submetido à TT com 9 semanas de idade, em que todos os animais foram aspermatogênicos após a TTNão houve nenhum dano nos testículos contralaterais. O resveratrol promoveu efeito protetor para TT, principalmente quando os animais foram submetidos à TT em idade prépúbere. / Testicular torsion (TT) is a disease relatively frequent, which was assessed in many experimental and clinical studies over the years. TT can occur in any age, but is more common in patients under 21 years old, mostly in neonatal period and around 13 years old. The rate of this disease in youths under 25 years is about 1/400. The TT also twists the spermatic cord, which generates an impairment of the testicular blood supply and is considered a urological emergency. After TT, the testicular artery and pampiniform plexus become occluded, disrupting arterial supply and venous drainage of the testis, decreasing provision of nutrients and oxygen for tissues and cells, leading to testicular ischemia. This condition affects sperm production of the twisted testicle and may impair the fertility. This study assessed reproductive function, some morphological and spermatic parameters in adult rats which underwent experimental TT before, during and after puberty and also the effect of the treatment with resveratrol. Right testicles of rats were twisted 720 for 4 hours in all groups except the control group. TT was done during the prepubertal period (4 weeks old), puberty (6 weeks old) and young adult period (9 weeks old). For each group, there was another group which animals underwent the same procedure and were treated with resveratrol, 30 mg/kg resveratrol was injected by an intraperitoneal route, 30 minutes before detorsion, followed by gavage for 7 days. Each rat in adulthood was mated with three adult females at 12 weeks old, in order to assess parameters of fertility. All animals were killed at 14 weeks old and testes were removed for analyses Concentration, motility and viability of spermatozoids were evaluated on samples taken from the tail of the epididymis. Morphological parameters were evaluated by macroscopic and microscopic stereological methods. Reproductive function of animals at different ages was not affected by TT, however, after treatment with resveratrol, rats operated at 4 and 6 weeks old presented greater potency and animals operated at 9 weeks old showed higher fertility rate in adulthood. Morphological parameters were affected in all twisted testes at all ages. Some of these parameters improved after treatment with resveratrol and the adjuvant effect was greater in rats which underwent TT at 4 weeks old. However, resveratrol recovered the seminiferous epithelium in the group that suffered TT at 9 weeks of age, which did not show any epithelium after TT. The spermatic parameters decreased in all ages and the resveratrol did not affect it, despite it has recovered sperm production in group that underwent TT with 9 weeks old, once all animals were azoospermic after the TT. There was almost no damage in the contralateral testis. Resveratrol promoted protective effect for TT, mainly when animals underwent TT at prepubertal age.
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Simulação computacional do comportamento de estruturas de aço sob incêndioSouza Júnior, Valdenir de January 2004 (has links)
A análise do comportamento estrutural sob incêndio constitui uma parte importante da engenharia de proteção contra incêndio, especialmente no caso de estruturas de aço, por sua alta condutividade térmica e relativa esbeltez das seções. As dificuldades econômicas e práticas, associadas à avaliação do comportamento estrutural, por meio de ensaios em escala real, têm estimulado o desenvolvimento e uso de métodos de simulação numérica. Esta tese trata da simulação numérica do comportamento de estruturas de aço sob condições de incêndio e se divide em três partes. As duas primeiras partes foram desenvolvidas na Universidade de Liége, na Bélgica, usando-se o programa SAFIR como ferramenta numérica. A terceira parte foi desenvolvida de forma independente, na Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Na primeira parte, é feito um estudo comparativo entre o uso de elementos finitos de viga e de casca, na modelagem de vigas simplesmente apoiadas, sujeitas a flambagem lateral por torção. Os esforços de torção, presentes no caso de flambagem lateral, podem levar a uma plastificação da seção transversal e à conseqüente redução da rigidez à torção da seção. Da mesma forma, a degradação das propriedades do material, com o aumento da temperatura, leva à redução da rigidez à torção Havia dúvidas se o modelo com elementos de viga, com uma rigidez à torção constante, poderia fornecer uma resposta aceitável. O estudo mostrou que uma resposta com boa precisão pode ser conseguida, usando-se elementos de viga, desde que o módulo de elasticidade transversal seja ajustado para refletir seu valor correspondente à temperatura de falha. Isso implica um processo iterativo, uma vez que a temperatura de falha não é previamente conhecida. Por outro lado, a degradação da rigidez à torção, por efeitos de plastificação, pode ser ignorada. Na segunda parte, é feita a comparação entre as modelagens bidimensional e tridimensional, de galpões industriais de um andar, sob incêndio. Comumente, a estrutura de galpões industriais é composta por pórticos-tipo, dispostos em paralelo. A análise desses galpões é comumente feita pela simulação no plano do pórtico de aço ou, simplesmente, da treliça da cobertura Na análise bidimensional, importantes efeitos fora do plano são ignorados, como a redistribuição de esforços devido à degradação do material ou à expansão térmica, ou instabilidade lateral dos elementos. A importância desses efeitos e a adequabilidade do modelo 2D para representar o comportamento real são discutidas. Na terceira parte, um modelo numérico para a simulação tridimensional do comportamento de estruturas de aço sob incêndio é apresentado. O modelo é baseado no conceito de rótulas plásticas generalizadas, com modificações para melhor representar a formação e expansão da plastificação no elemento. A descrição cinemática adotada permite obter bons resultados, mesmo com o uso de poucos elementos. A determinação do vetor de esforços internos no elemento, incluindo os efeitos da temperatura, é detalhada. O procedimento foi validado por comparação com ensaios e com modelos numéricos mais sofisticados, como o programa SAFIR. Os resultados demonstram que o procedimento proposto pode ser usado como uma forma alternativa de análise 3D de estruturas sob incêndio, com precisão razoável e baixo esforço computacional.
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Desenvolvimento de uma balança dinâmica de três graus de liberdade para estudo dos efeitos de flexo-torção em edifícios altos submetidos à ação do vento / The development of a three degree of freedom dynamic balance for the study of the wind induced bending and torsional effects in tall buildingsOliveira, Mário Gustavo Klaus January 2009 (has links)
Medições realizadas em edifícios altos, em escala real, têm mostrado que o carregamento devido à ação do vento pode causar importantes efeitos de torção. A atual tendência de construção de prédios com formas e sistemas estruturais mais complexos promove a acentuação das excentricidades entre o centro de massa, centro elástico e o ponto de aplicação instantânea de forças aerodinâmicas. Soma-se a isso o fato de os edifícios altos modernos estarem se tornando cada vez mais esbeltos e leves, o que baixa a velocidade (do vento) de disparo de fenômenos como galope e drapejamento torcional, fazendo com que esta velocidade se aproxime cada vez mais das velocidades do vento consideradas nos projetos. Frente a isso, os efeitos dinâmicos, tanto de flexão como de torção, induzidos pelo vento em edifícios altos representam uma importante consideração nos projetos de estruturas modernas. Os métodos analíticos para determinação da resposta de edifícios altos submetidos à ação do vento, hoje disponíveis, não levam a resultados satisfatórios em casos de geometrias não regulares, bem como não contemplam efeitos torsionais. Seu uso também não é recomendado no caso de estruturas muito flexíveis, cujo movimento afeta as forças aerodinâmicas que nelas atuam. Nessas situações, a melhor opção para os engenheiros é um estudo mais detalhado dos efeitos do vento sobre a estrutura, através de ensaios de modelos em escala reduzida em túneis de vento, que simulem as características do vento natural. O objetivo deste trabalho é o desenvolvimento de um mecanismo que permita a obtenção da resposta de edifícios altos frente à ação do vento, a partir de ensaios em túnel de vento com modelos em escala reduzida. Busca-se determinar a resposta em termos de suas componentes médias e flutuantes. Admite-se que a parcela dinâmica contempla os dois modos fundamentais de vibração livre em flexão, ortogonais entre si e aproximados de forma linear, e o primeiro modo de torção, aproximado de forma constante. As simplificações adotadas permitem que os modelos tenham baixa complexidade de projeto e construção, diminuindo, assim, o custo da modelagem e tornando o processo experimental mais ágil. Para validar os resultados obtidos com a utilização do mecanismo desenvolvido foram realizados ensaios em escala reduzida do CAARC Standard Tall Building, edifício alto tomado como padrão para calibração de técnicas de modelagem aeroelástica, no Túnel de Vento Professor Joaquim Blessmann, da Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Os resultados obtidos foram comparados com os valores publicados por outros pesquisadores e com resultados determinados a partir de ensaios de medidas de pressões em alta freqüência. A coerência entre os valores comparados permitiu concluir que o equipamento simula satisfatoriamente o comportamento dinâmico de edifícios altos submetidos à ação do vento, mesmo perante fenômenos aeroelásticos, como a ressonância por desprendimento alternado de vórtices. A partir dos resultados verificou-se também a importância dos efeitos dinâmicos de torção induzidos pela ação do vento, e a necessidade de que sejam apropriadamente considerados nos projetos / Measurements performed in full-scale high rise buildings have shown that wind loading may cause important torsional effects. The current trend of building construction, with new shapes and complex structural systems promotes an increase in the distances (eccentricities) among the center of mass, elastic center and the instantaneous point of application of the resulting wind loads. Furthermore, modern tall buildings are becoming increasingly light and slender, diminishing the trigger wind speed of some phenomena such as galloping and torsional flutter, bringing these velocities closer to the design wind speeds. Therefore, wind induced bending and torsional dynamic effects in tall buildings play an important role in the design of modern structures. The current analytical methods for the response determination of tall buildings under wind loading do not lead to reliable results for the non regular building shapes, as well as do not consider torsional effects. Also, its use is not recommended for the case of very flexible structures, where the structure´s own motion may affect the aerodynamic forces acting on it. In these situations, the best option for engineers is a more detailed study of the wind effects, through boundary layer wind tunnels. The aim of this study is the development of a device that allows the determination of the response of tall buildings under wind loading, through wind tunnel tests with reduced scale models. The goal is the determination of the responses in terms of its mean and fluctuating components. It is assumed that the dynamic parcel contemplates the two fundamental bending modes of vibration, orthogonal and linear, as well as the torsional mode, which is assumed constant along the height. The adopted simplifications allow for a low complexity in the process of model design and construction as well as for a very low modeling cost, making more efficient the whole testing process. To validate the device, tests were performed with a reduced scale model of the CAARC Standard Tall Building, which is taken as a standard for the calibration of aeroelastic modeling techniques, in Prof. Joaquim Blessmann boundary layer wind tunnel of the Federal University of Rio Grande do Sul. The obtained results were compared with other researchers' values as well as with results obtained from pressure measurements, in a rigid model. The agreement among the compared values allows the conclusion that the device simulates satisfactorily well the dynamic behaviour of high rise buildings under wind loading, even for aeroelastic phenomena such as the resonance due to vortex shedding. It was also verified the importance of the wind induced torsional effects and the need for its proper consideration in the design process.
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