This work was supported by Fundação para a Ciência e a Tecnologia, through the scholarship SFRH/BD/35821/2007 / Tese de doutoramento. Engenharia Mecânica. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2012

A verificação da estabilidade lateral de vigas pré-moldadas merece maior atenção em vigas longas e delgadas, especialmente durante as fases transitórias, como o içamento e o transporte, e também quando se leva em conta a deformabilidade das ligações temporárias. Apresenta-se nesta tese, um estado da arte sobre o problema da instabilidade lateral em vigas pré-moldadas, a fim de situar este trabalho no contexto técnico atual, bem como estudos anteriores relacionados à torção pura e quando associada a outras solicitações. Alguns modelos numéricos foram implementados computacionalmente a fim de simular o comportamento não-linear físico de vigas de concreto armado e protendido sob ação conjunta de torção, flexão bi-lateral e força axial. O modelo adequado a situações onde a torção é predominante sobre a flexão baseia-se na analogia ao comportamento de treliça espacial e na extensão da teoria dos campos diagonais comprimidos. Os resultados numéricos obtidos foram satisfatoriamente comparados aos experimentais disponíveis na literatura técnica. Nos casos onde a flexão é predominate, utilizou-se um modelo numérico que permite calcular a rigidez à torção após a fissuração por flexão da viga, sendo este o recomendado para as análises das fases transitórias de içamento por cabos. Duas vigas longas e esbeltas de concreto armado, sob tombamento lateral gradual e ação única do peso-próprio, foram moldadas e ensaiadas no laboratório. Os resultados experimentais obtidos serviram para validar o modelo numérico. No ensaio, a utilização de estações totais para medidas de deslocamentos mostrou ser uma boa alternativa, comparando-se bem aos resultados numéricos calculados. As medidas experimentais das deformações no concreto e nas armaduras concordaram satisfatoriamente com as respostas numéricas. Na aplicação à elementos estruturais com protensão, o comportamento numérico obtido para uma viga protendida de ponte de seção I, sob tombamento lateral gradual, comparou-se satisfatoriamente com a resposta experimental. Enfim, a medida da segurança do içamento de uma viga protendida de ponte e de uma tesoura protendida de cobertura foi calculada numericamente, considerando apoios deformáveis à torção. Os resultados numéricos mostram a importância de se escolher adequadamente o comprimento dos balanços, bem como a inclinação dos cabos de suspensão, garantindo a estabilidade da viga / The lateral stability of long and slender precast concrete beams requires great attention. In particular, it is important to ensure the stability of these members during transitory phases like tilting and transport, and also when the deformability of temporary supports is taken into account. The state of the art of the problem of lateral stability in precast concrete beams is presented in order to place this work in the current technical context. Previous studies of the problem of pure torsion and combined loading are reviewed. Numerical models considering the physical non-linear behavior of reinforced and prestressed concrete beams subjected to combined torsion, bi-axial bending and axial loads were implemented. The appropriate model when torsion dominates over bending is based on the space truss model and an extension of the diagonal compression field theory. The numerical results obtained compared satisfactorily with the experimental ones available in the technical literature. In bending dominated cases, a numerical model that evaluates the torsional stiffness in a cracked state due to bending is recommended for the analyses of temporary phases such as tilting. Two slender reinforced concrete beam models were built and tested under controlled gradual tilting conditions and self-weight action. These experimental results were used to validate the numerical model. Experimental results obtained using total stations for measuring displacements showed to be a good alternative, comparing well with those provided by the numerical model. The experimental measures of deformations in concrete and steel agreed well with the numerical calculations. Good agreement between numerical and experimental results was obtained for a prestressed concrete I-beam gradually tilted. Finally, a numerical analysis considering the flexibility of the supports of a prestressed concrete I-beam and a prestressed concrete truss with variable cross-section was carried out. The numerical results showed the importance of choosing the appropriate overhang length as well as the inclination of the suspension cables, in order to ensure the stability of the beam

O escopo do trabalho é estudar o problema da torção uniforme em barras de seção maciça e resolvê-lo analiticamente para obter o momento de inércia à torção da seção transversal e os deslocamentos ao longo de toda a barra. Este trabalho foi desenvolvido no contexto da Teoria da Elasticidade, utilizando o método semi-inverso para determinar as equações de Saint-Venant para a torção uniforme. As seções em forma de elipse e triângulo eqüilátero foram resolvidas utilizando a função de tensão de Prandtl, a função empenamento e a sua conjugada harmônica. A seção retangular foi resolvida utilizando as funções empenamento e de Prandtl desenvolvidas em séries infinitas. Foi desenvolvida uma formulação matricial utilizando o Método de Galerkin para resolver problemas que não possuem solução fechada. / The main purpose of this essay is to present the issue of the uniform torsion in solid section bars and to solve it analytically to achieve the moment of inertia to the torsion of the transversal section and the displacements throughout the whole bar. This essay was developed in the Elasticity Theory context, using the semi-inverse method to determine the Saint-Venant equations to the uniform torsion. The sections in ellipse and equilateral triangle were solved using the Prandtl stress function, the warping function and its harmonic conjugate. The rectangular section was solved using the warping and the Prandtl functions developed in infinite series. A formulation based on matrixes was developed using the Galerkin method to solve problems that do not have closed solution.

Neste trabalho, estudamos a ação dos grupos split metacíclicos \'D IND. (2h+1) POT. 2 nas esferas. Encontramos uma região fundamental dos espaços quocientes, chamados de Formas Espaciais Esféricas Metacíclicas, que foi utilizada para construirmos um conveniente complexo de cadeias destas formas com o qual calculamos o anel de cohomologia e a torção de Reidemeister. Obtivemos também uma relação entre as diferentes torções encontradas / In this work, we study the action of the split metacyclic groups \'D IND. (2h+1) POT. 2 on the spheres. We find a fundamental domain of the quotient spaces, called Metacyclic Spherical Space Forms. Through this region we have built a convenient chain complex of these spaces and we used it to calculate their cohomology ring and Reidemeister torsion. We obtained also a relation between the different torsions found

Fizemos uma apresentação detalhada, com um enfoque geométrico, da Teoria de Homotopia Simples e como aplicação, uma análise detalhada da classificação por homotopia e homotopia simples dos Espaços Lenticulares / We made a detailed presentation, with a geometric approach, of Simple Homotopy Theory and as a major application we present a detailed analysis of homotopy and simple homotopy classification of Lens Spaces

INTRODUÇÃO: A doença de Chagas tem uma alta prevalência no Brasil e América Latina. Dentre as miocardiopatias (MCP), é a que evolui com pior prognóstico. A identificação precoce de disfunção sistólica de uma MCP é fundamental para o início do tratamento, assim como sua definição etiológica, sendo o ecocardiograma um dos métodos diagnósticos mais importantes na prática clínica. No entanto, mesmo que a análise da função sistólica global do ventrículo esquerdo (VE) demonstre fração de ejeção preservada, é possível já estar ocorrendo alguma anormalidade contrátil, não detectada pelos exames de rotina. A nova ferramenta ecocardiográfica denominada speckle tracking permite a análise de múltiplos parâmetros que compõem a dinâmica de contração do VE (deslocamento, velocidade de deslocamento, strain, strain rate, rotação e torção), caracterizando de forma integral a função sistólica. Trata-se de um método sensível com potencial para se detectar lesão miocárdica incipiente e auxiliar na definição etiológica de uma MCP dilatada. Um estudo detalhado da mecânica de contração do VE em doença de Chagas, ao longo de toda sua evolução, nunca foi realizado antes. OBJETIVO: Comparar os múltiplos parâmetros obtidos por speckle tracking da dinâmica de contração do VE com controles, desde a forma indeterminada da doença de Chagas até as fases mais avançadas da disfunção sistólica. MÉTODO: No período de janeiro de 2010 a agosto de 2013 estudamos pacientes chagásicos divididos em 04 grupos: Ch1A, forma indeterminada; Ch1B, fração de ejeção normal (FE >= 0,55), mas com alteração no eletrocardiograma; Ch2, MCP chagásica com disfunção sistólica discreta a moderada (FEVE 0,55- 0,30) e Ch3, MCP com disfunção importante (FEVE < 0,30). Indivíduos normais e pacientes com MCP de outras etiologias também foram estudados para compor o grupo controle, sendo pareados pela FEVE. Todos os pacientes foram submetidos ao ecocardiograma convencional com aquisição de imagens para speckle tracking. As imagens foram avaliadas para determinação de parâmetros da dinâmica ventricular por observador experiente usando software específico. RESULTADOS: Um total de 131 pacientes foram incluídos, 47 (36%) deles alocados em grupos de chagásicos. Dezesseis indivíduos chagásicos eram homens (34%). A média de idade variou de 54 a 56 anos para os grupos chagásicos e 37 a 50 anos para os controles. A exequibilidade global para análise por técnica de speckle tracking foi de 97%. Foi encontrada diferença significativa na análise de velocidade longitudinal global com menores valores no grupo Ch1A em relação aos controles normais, C1 (Ch1A, 3,33 ± 0,44 cm/s vs C1, 4,44 ± 0,78 cm/s; p < 0,001). Foram observadas reduções de todos os parâmetros da mecânica de contração do VE em paralelo ao comprometimento sistólico, tanto para as análises globais, quanto para segmento-a-segmento, em pacientes chagásicos e com MCP de outras etiologias. Foi observado um aumento paradoxal do deslocamento longitudinal global no grupo com disfunção sistólica importante (Ch3, 6,48 ± 1,57 mm vs C3, 4,63 ± 1,60 mm; p = 0,01). Essa tendência foi acompanhada pelas observações de maiores valores de deslocamento radial global apical (Ch3, 2,49 ± 0,83 mm vs C3, 1,54 ± 1,18 mm; p = 0,04). Na análise segmentar, foram evidenciados piores valores de deslocamento radial, strain e strain rate radiais em segmentos classicamente acometidos pela doença de Chagas (paredes inferior e inferolateral) e paradoxal aumento de valores destes parâmetros em outros segmentos, como nas paredes septal e anterior. CONCLUSÃO: A técnica de ecocardiografia com speckle tracking demonstrou redução dos parâmetros da dinâmica ventricular de pacientes chagásicos e não chagásicos em paralelo com a redução da fração de ejeção do ventrículo esquerdo. Em comparação com pacientes com MCP não chagásica, os pacientes com doença de Chagas apresentaram redução de deslocamento longitudinal e radial, strain e strain rate radiais em segmentos das paredes inferior e inferolateral com aumento paradoxal de outros (septal e anterior), caracterizando uma dinâmica de contração vicariante peculiar a esta MCP. Por fim, pacientes chagásicos na forma indeterminada apresentaram menor velocidade de contração longitudinal em comparação aos controles normais, o que pode ser indício de uma lesão miocárdica incipiente / INTRODUCTION: Chagas disease has a high prevalence in Brazil and Latin America. Among the cardiomyopathies (CMP), it evolves with the worst prognosis. Early identification of a CMP systolic impairment is critical to treatment initiation as well as its etiologic definition, and echocardiogram is one of the most important diagnostic methods in clinical practice. However, even if global analysis of left ventricle (LV) systolic function discloses a preserved ejection fraction, an ongoing contractile abnormality is already possible, not detected by routine tests. A new echocardiographic tool called speckle tracking allows an analysis of multiple parameters that comprise LV contraction dynamics (displacement, displacement velocity, strain and strain rate, rotation and twist), fully characterizing LV systolic function. It is a sensitive method with the potential to detect incipient myocardial injury and help to define the etiology of a dilated CMP. A detailed study of LV contraction mechanics in Chagas disease, throughout its evolution, has never been done before. OBJECTIVE: To compare multiple parameters of LV dynamics contraction obtained by speckle tracking with controls, since the indeterminate form of Chagas disease until later stages of systolic dysfunction. METHODS: From January 2010 to August 2013, we studied patients with Chagas disease divided into 04 groups: Ch1A, indeterminate form; Ch1B, normal ejection fraction (EF >= 0.55), but with electrocardiogram abnormalities; Ch2, chagasic CMP with mild to moderate systolic dysfunction (LVEF 0.55-0.30) and Ch3, CMP with severe dysfunction (LVEF < 0.30). Normal individuals and patients with other etiologies of CMP were also studied to compose the control group, and were matched by LVEF. All patients underwent echocardiography with conventional imaging added with speckle tracking imaging acquisition. Images were assessed to determine the parameters of dynamic ventricular by an experienced observer using specific software. RESULTS: A total of 131 patients were included, 47 (36 %) of them allocated in groups of Chagas disease. Sixteen chagasic individuals were men (34 %). The mean age ranged from 54 to 56 years for chagasic groups and 37 to 50 years for controls. The overall feasibility for analysis by speckle tracking technique was 97%. Significant difference was found in the analysis of global longitudinal velocity with lower values in group Ch1A compared with normal controls, C1 (Ch1A, 3.33 ± 0.44 cm/s vs C1, 4.44 ± 0.78 cm/s; p < 0.001). We observed a reduction of all parameters of LV contraction mechanics parallel to systolic impairment, both for global as for segment-to-segment analyses, in chagasic patients and in CMP with other etiologies. We also observed a paradoxical increase in global longitudinal displacement in the group with severe systolic dysfunction (Ch3, 6.48 ± 1.57 mm vs C3, 4.63 ± 1.60 mm; p = 0.01). This trend was followed by observations of higher values of apical global radial displacement (Ch3, 2.49 ± 0.83 mm vs C3, 1.54 ± 1.18 mm; p = 0.04). In segmental analysis, we observed worse values of radial displacement as well as radial strain and strain rate in segments classically affected by Chagas disease (inferior and inferolateral walls) and paradoxical increase of values of these parameters in other segments, such as in septal and anterior wall. CONCLUSION: The technique of echocardiography with speckle tracking disclosed a decrease in ventricular chagasic and non-chagasic dynamic parameters in parallel with the reduction in the ejection fraction of the left ventricle. Compared with patients with non-chagasic CMP, patients with Chagas disease had reduced longitudinal and radial displacement, radial strain and strain rate of segments into inferior and inferolateral walls with paradoxical increase in others (septal and anterior), comprising a dynamic vicarious contraction peculiar to this CMP. Finally, chagasic patients in the indeterminate form had a lower longitudinal velocity compared with normal controls, which may indicate an incipient myocardial injury

A aplicação de materiais cerâmicos na indústria têxtil, em especial nos processos de produção e modificação de fios é amplamente difundida no mundo. O fator chave para definição da necessidade do uso de um material cerâmico é a abrasividade dos fios associada à velocidade de processamento desse material. Nesse estudo foi focado o processo de texturização por falsa torção, e foi proposto analisar e compreender o impacto da variação de rugosidade de discos de cerâmica (que já tenham sofrido desgaste durante o processamento), sobre as características físicas de um fio de poliamida. Para isso efetuou-se a seleção de discos de cerâmica com diferentes faixas de rugosidade, fixou-se todas demais variáveis da máquina de texturização, e foram produzidos fios em cada uma das faixas. Depois de produzidos, os fios foram submetidos a testes físicos laboratoriais, e os resultados analisados pelo método ANOVA. Foi observado que a variação na rugosidade dos discos afetou principalmente as características de volume do fio (EKB%), não afetando significativamente o alongamento e tenacidade. / Use of ceramic materials in the textile industry, particularly in production and converting processes of yarns is widespread in the world. The key factor which defining the use of a ceramic material is the abrasiveness of the yarns associated by processing speed of the material. This study focused the false twist texturing, and has been proposed to analyze and understand the impact of variation in roughness of ceramic discs (which have already undergone wear during processing) on the physical characteristics of a polyamide yarn. So, the ceramic discs have been selected with different ranges of surface roughness, settled all other variables of the texturing machine, and each yarn were produced in each of the ranges. Once produced, the yarns were subjected to physical testing laboratory, and the results were analyzed by ANOVA. This study indicated that the variation in roughness of the disks mainly affected the characteristics of the yarn crimp (EKB%) not significantly affecting the elongation and tenacity.

É apresentado um estudo sobre a análise de edifícios altos enrijecidos com núcleos estruturais utilizando-se processos discretos. A ligação do núcleo estrutural com as lajes do pavimento do edifício é o ponto principal deste estudo. As vigas, pilares e lajes são analisados utilizando-se o Método dos Elementos Finitos. Os núcleos estruturais, que no presente estudo podem ser de seção aberta ou semifechada, são analisados pela teoria de flexo-torção é levado em consideração o empanamento do elemento do núcleo, dessa forma aparece o esforço denominado bimomento. O empenamento do núcleo estrutural é transferido para as lajes, ocorrendo alteração em sua distribuição de esforços. Para o cálculo da estrutura do edifício como um todo é utilizada a técnica de subestruturação em que o edifício é dividido em subestruturas formadas por um determinado número de andares. Os resultados da forma de cálculo pesquisada são comparados com modelos já desenvolvidos por outros autores. / This is a study about the analysis of tall buildings with shear/core walls using discrete processes. The joining of shear/core with slabs in tall buildings is the main subject of this work. The beams, columns and slabs are analyzed using the Finite Element Method. The building analysis is in 1st order. The shear/core walls, in this study, can present open or semi-closed cross section; they are analyzed by the theory of warping of beams of solid sections. In this theory we consider the warping of the core element, accounting for the bimoment. The warping of the core is transferred to the slabs, and the efforts in the slabs are altered. In order to calculate the building structure we are using the sub-structure technique, the building is divided in substructures created by a certain number of floors. The results of this research are compared with models developed by other authors.

Os movimentos de massa de solo, geralmente, estão relacionados com a mobilização da resistência de uma ou várias superfícies de ruptura pré-existentes. Dessa maneira, o conhecimento da propriedade que rege esse comportamento (resistência ao cisalhamento residual) é de extrema importância no estudo da estabilidade de solos. Segundo Skempton (1985), resistência ao cisalhamento residual é a resistência mínima constante que o solo pode atingir, a baixas taxas de cisalhamento, após sofrer grandes deslocamentos. A determinação dos parâmetros de resistência ao cisalhamento residual pode ser realizada através de ensaios de cisalhamento por torção do tipo ring shear, adequado para estudar os mecanismos atuantes na ruptura, uma vez que permite a continuidade dos deslocamentos no solo. Nesse contexto, a pesquisa teve por objetivo desenvolver um equipamento de cisalhamento torsional baseado no ring shear descrito por Bishop et al. (1971) para avaliar o comportamento do solo a grandes deformações. O equipamento projetado foi validado, preliminarmente, segundo os resultados já publicados na literatura. / Landslides, generally, are related with the mobilization of shear strength of one or more preexisting rupture surfaces. Thus, knowledge of the property that governs this behavior (residual shear strength) has extreme importance in the stability soils study. According to Skempton (1985), residual shear strength is the minimum constant strength attained at low shear rates, at large displacements. The residual shear strength parameters can be accomplished through ring shear tests, suitable for studying the mechanisms in the rupture, since it provides continuity of displacements in the soil. In this context, the research aimed to develop a device based on ring shear described by Bishop et al. (1971) to evaluate the soil behavior in large deformations. The equipment designed was validated, preliminarily, according to the results already published in the literature.

Made available in DSpace on 2016-12-08T17:19:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 CAPA - SUMARIO.pdf: 307847 bytes, checksum: 431911d5eb22b3080df0c9228cba482d (MD5) Previous issue date: 2011-07-19 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / With increasing competition and reliability in modern equipment, is of vital importance to studies on the structural fatigue life in the time domain and frequency domain, the advance speed and cost reduction in computing greatly simplifies the prediction fatigue life. But it is also necessary to know the modes of fatigue crack growth, and its mechanisms. After a review appropriate to implement a program to estimate the loss of torsional stiffness in a specimen with a crack in Mode II, was developed a device torsional fatigue tests in an attempt to identify the onset of macroscopic crack and study its growth. With learning the operation of the drive system, the system data acquisition device testing, and design and construction of an electronic circuit to shutdown device tests at the beginning of the crack in the specimen, an adequate control and calibration of these components was performed, generating confidence in that joint. This document is the experimentally determined curve of fatigue specimens of SAE 1020 Steel, Grey Cast Iron and Aluminum 6063. They also studied the failure modes of cracks from the beginning until the final rupture of the specimen to verify the failure modes, the crack initiation and propagation of macroscopic materials. It still made a numerical prediction by finite element method the size of the crack. / Com aumento da competitividade e da confiabilidade em equipamentos modernos, é de vital importância os estudos em relação à vida em fadiga estrutural no domínio do tempo e no domínio da freqüência, o avanço da velocidade e redução de custos na área computacional facilita bastante a previsão de vida em fadiga. Mas é necessário também conhecer os modos de crescimento de trinca por fadiga, e seus mecanismos. Após revisão bibliográfica adequada, com implementação de um programa para estimar a perda de rigidez torsional em um corpo de prova com trinca no Modo II, foi desenvolvido um dispositivo de testes de fadiga torsional na tentativa de identificar o início da trinca macroscópica e estudar o seu crescimento. Com o aprendizado do funcionamento do sistema de acionamento, do sistema de aquisição de dados do dispositivo de testes, e a elaboração e construção de um circuito eletrônico para desligamento do dispositivo de testes ao início da trinca no corpo de prova, um adequado controle e calibração destes componentes executou-se, gerando confiabilidade nestes conjuntos. Neste documento é determinada experimentalmente a curva de fadiga de corpos de prova de Aço SAE 1020, Ferro Fundido Cinzento e Alumínio 6063. Também são estudados os modos de falha desde o início da trinca até a ruptura final do corpo de prova para verificar os modos de falha, início e propagação da trinca macroscópica desses materiais. É feita ainda uma previsão numérica através do Método dos Elementos Finitos do tamanho da trinca.