Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2012. / Submitted by Alaíde Gonçalves dos Santos (alaide@unb.br) on 2012-09-26T14:00:03Z No. of bitstreams: 1 2012_DiegoAndresCampoCeballos.pdf: 4401374 bytes, checksum: c4b924aaefd628ddfb8238fea176fef6 (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2012-10-11T14:55:28Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2012_DiegoAndresCampoCeballos.pdf: 4401374 bytes, checksum: c4b924aaefd628ddfb8238fea176fef6 (MD5) / Made available in DSpace on 2012-10-11T14:55:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012_DiegoAndresCampoCeballos.pdf: 4401374 bytes, checksum: c4b924aaefd628ddfb8238fea176fef6 (MD5) / Pesquisadores alemães desenvolveram o polipropüeno copolímero random PP. na busca de um sistema de condução de água capaz de suportar altas pressões e altas temperaturas. Este material liberou a produção de tubos e conexões resistentes à água quente, mas. por ser um material polimérico. a rigidez destas tubulações decresce com o aumento da temperatura. Este trabalho apresenta a pesquisa do comportamento mecânico ã flexão de vigas compósitas híbridas constituídas de um tubo cilíndrico de polipropüeno (PP) e uma barra circular sólida de liga de Ní-Ti. incorporada na superfície externa do tubo. fixada com uma camada bobinada de nylon impregnada com resina epóxi. Os tubos de PP podem operar em temperaturas de até 80°C. aquecendo as ligas Ní-Tí até temperaturas acima de Aí. permitindo observar a contribuição do fio no aumento da rigidez das vigas compósitas fabricadas. Inicialmente, foi caracterizada a liga de Ni-Ti apresentando temperaturas de transformação de fase de M5= 46.24°C. Mf = 31,72 °C, As= 37.67°C e Af = 60.17°C, obtidas do ensaio de calorimetria diferencial de varredura (DSC), composição química média de 50.05% em peso de Ni a partir da espectroscopia de energia dispersiva (EDS) e presença da fase monoclinica à temperatura ambiente, identificada pela difração de raios X (DRX). Posteriormente, tubos de PP de 500 mm de comprimento foram usados para fabricar vigas compósitas híbridas incorporando fios de aço e camada nylon epóxi para aperfeiçoar o método de fabricação e testar o dispositivo de flexão em três pontos. Finalmente, vigas compósitas com fio de Ní-Ti e camada de nylon/epóxi. foram fabricadas e logo testadas em flexão de três pontos. Os resultados demonstraram que houve um aumento no valor do módulo efetivo em flexão das vigas ExF de 13% a 32% quando o fio de Ní-Ti. alinhado no plano vertical de aplicação da carga do ensaio de flexão. aumentou sua rigidez pela transformação de fase martensita para austenita induzida pela mudança da temperatura de 21°C a 56°C. _______________________________________________________________________________________ ABSTRACT / German researchers have been developed a polypropylene random copolymer PP.in the search for a water transportation system capable of withstand high pressures and temperatures. This material allowed the production of pipes and connections resistant to hot water, however, stiffness decreases with increasing temperature for the polymeric properties. This work presents the mechanical behavior investigation of hybrid composites beams based Ni-Ti alloy. The beams consist of a medium density polypropylene pipe (PP) with a bar of Ni-Ti alloy incorporated in the surface and manual winding with a coated layer of nylon epoxy. PP pipes can work over SO °C heating Ni-Ti alloy to above Af temperature, which would show Ni-Ti contribution to increasing the stiffness of the hybrid composite beams. First. Ni-Ti alloy was characterized with differential scanning calorirnetry (DSC), found the transformation temperatures at Ms = 46.24 °C. Mf = 31.72 °C, A, = 37,67 °C and Af = 60.17 °C. Energy dispersive spectroscopy (EDS) results indicated chemical composition of NiTi alloy of 50.05 wt% of Ni. X-ray diffraction (XRD) showed the monoclinic phase at room temperature. Subsequently. PP pipes of 500 mm in length were used to produce hybrid composite beams incorporating a steel bar coated with nyloa epoxy layer in order to improve the manual winding method and test the three point bending device. Finally, hybrid composite beams with Ni-Ti bar and nylon epoxy layer were fabricated and then tested in three point bending. Results showed an increase on flexural elastic modulus of the beams ExF of 18% to 32% because stiffness increase of Ni- Ti alloy, aligned in the vertical plane of load application in bending test, due thermal transformation from martensite to austenite phase induced by changes of temperature from 21°Cto56°C. _______________________________________________________________________________________ RESÚMEN / Investigadores alemanes desarrollaron el polipropileno copoliniero ramdom PP en la búsqueda de un sistema de conducción de agua capaz de soportar altas temperafuras e presiones. Este material posibilitó la producción de tubos e conexiones resistentes al agua caliente, sin embargo, por ser un material polimérico, su rigidez decrece con el aumento de Ia temperatura. Este trabajo presenta Ia investigacióu del comportamiento mecânico en flexión de vigas cornpósitas hibridas constituídas de un tubo cilíndrico de polipropileno y una barra circular sólida de Ni-Tí incorporada en Ia superfície externa del tubo. y fíjada con una capa de revestimiento de nylon/epoxi. Los tubos de PP pueden trabajar en temperaturas superiores a 80 °C. logrando llevar al material de NiTi a temperaturas mayores que Af, Io que permitiria observar su contribución al aumento de Ia rigidez de Ias vigas compósitas fabricadas. Inicialmente, Ia liga de Ni-Ti fue caracterizada presentando temperaturas de transformation de fase de Ms= 46,24°C Mf= 31,72 °C As= 37,67°C e Af = 60,17°C, obtenidas de Ia calorimetria diferencial de barrido (DSC), composición química media de 50,05% en peso de Ni a partir de Ia espectroscopia de energia dispersiva (EDS) y presencia de fase monoclínica a temperatura ambiente, identificada mediante difracción de rayos X (DRX). Posteriormente, fueron usados tubos de PP de 500 mm de largo, para fabricar vigas compósitas hibridas con barras de acero e capa de revestimiento de nylo/epoxi en Ia superfície, con el fin de perfeccionar el método de fabricación y probar el dispositivo de flexión eu tres puntos. Finalmente, fueron fabricadas Ias vigas compósitas híbridas con barras de Ni-Ti e capa de revestimiento de nylon/epoxi para los ensayos de flexión en três puntos. Los resultados demostraron que hubo un aumento en el valor del módulo efectivo en flexión de Ias vigas compósitas ExF de 18% a 32% cuando la barra de Ni-Ti, alineada en el plano vertical de aplicación de Ia carga en el ensayo de flexión. aumenta su rigidez debido a la transformacion de fase de martensita a austenita inducida por el cambio de temperatura de 21°C a 56°C

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2004. / Submitted by Alaíde Gonçalves dos Santos (alaide@unb.br) on 2013-04-15T15:01:07Z No. of bitstreams: 1 2004_PedroClaudiodosSantosVieira.pdf: 1469696 bytes, checksum: cea01728115c1364df3426e49fa89d96 (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2013-04-16T12:44:46Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2004_PedroClaudiodosSantosVieira.pdf: 1469696 bytes, checksum: cea01728115c1364df3426e49fa89d96 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-04-16T12:44:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2004_PedroClaudiodosSantosVieira.pdf: 1469696 bytes, checksum: cea01728115c1364df3426e49fa89d96 (MD5) / Na literatura técnica, existem formulações analíticas que trabalham com superfícies de interação em resultantes de tensões. Estes tipos de superfícies são importantes para evitar o processo de integração numérica, por exemplo na seção transversal, nas análises estruturais. Geralmente, as funções de escoamento f trabalham no espaço de tensões e dentro deste escopo, vê-se que a interação entre as tensões normal e tangencial pelo critério de Mises, aplicadas para os principais pontos de tensão numa seção metálica, é usualmente considerada como um limite para projetos elásticos de elementos resistentes. Expressões em tensões, que dependem dos esforços dados pela Resistência dos Materiais, permitem aplicações de condições limites de forma direta. Quando esta forma de critério é dada, a interação de surpefícies limites para trios de esforços aplicados resulta em planos, quádricas, surperfícies mais complexas, ou uma mistura destas. Técnicas que usam formulações analíticas são mais ou menos complexas e dependem de características, como por exemplo: combinação de tensões ou de esforços seccionais, e o tipo de seção analisada. Este trabalho apresenta uma técnica de geração de superfícies de interação em resultantes de tensões, através da regressão linear múltipla, usando modelo de dano em vigas de Timoshenko 3D com aplicações baseadas na análise elastoplástica de pórticos espaciais utilizando o conceito de rótula plástica e o método de backward Euler. Posteriormente, são apresentados e discutidos exemplos numéricos mostrando a eficácia da metodologia alternativa proposta.. _______________________________________________________________________________________ ABSTRACT / In the technical literature, there are analytical formulations based on surfaces of interaction in stress resultants. This kind of surfaces is important in order to avoid the numerical integration process as, for instance, in the transversal section, in structural analysis. Generally, the yield function f is defined in the stress space and the interaction between the normal and tangential stress performed by the von Mises criteria, applied to the main stress points on a metal section, is usually considered as a limit for elastic projects of the supporting elements. The expressions written in the stress space, which depend on efforts given by the Strength of Materials, allow the applications of the limit conditions directly. When is given this kind of criteria, the interaction of the limit surfaces for trios of applied efforts results in planes, quadrics, more complex surfaces or a combination of them. Techniques which use the analytical formulations are more or less complex and they depend on some features, such as combination of the stress or sectional efforts and type of the analyzed section. This work present a surface of interaction generation technique based on stress resultants, through the multiple linear regression technique, using a damage model for 3D Timoshenko beam, with applications based on the elastoplastic analysis of space frames, using the plastic hinge concepts and the Euler Backward method. After, are presented and discussed numerical examples showing the effectiveness of the proposed alternative methodology.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2007. / Submitted by Natália Cristina Ramos dos Santos (nataliaguilera3@hotmail.com) on 2009-10-09T16:30:09Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao Luis A L Valencia.PDF: 2732410 bytes, checksum: cf333bba26279be7e01e40282869fec9 (MD5) / Approved for entry into archive by Tania Milca Carvalho Malheiros(tania@bce.unb.br) on 2009-10-16T14:11:28Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertacao Luis A L Valencia.PDF: 2732410 bytes, checksum: cf333bba26279be7e01e40282869fec9 (MD5) / Made available in DSpace on 2009-10-16T14:11:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Luis A L Valencia.PDF: 2732410 bytes, checksum: cf333bba26279be7e01e40282869fec9 (MD5) Previous issue date: 2007-08 / Um dos sistemas mais comumente utilizados para o controle de vibrações em estruturas civis é o Amortecedor de Massa Sintonizado (AMS). Os amortecedores de massa sintonizados consistem basicamente em uma massa, uma mola e um amortecedor, os quais são conectados na estrutura, sintonizando a freqüência do amortecedor a uma freqüência particular, com o objetivo de fazer que o amortecedor vibre fora de fase com o movimento causado pelo carregamento dinâmico, transferindo-se assim a energia para o mesmo. No presente trabalho analisa-se numericamente através do software ANSYS, o número e a posição mais eficiente de Amortecedores de Massa Sintonizados para vigas com diferentes configurações de apoio, os parâmetros do AMS são calculados mediante as expressões de Den Hartog (para o caso de um único AMS) e o critério desenvolvido por Jangid (para o caso de AMS múltiplo). Para cada uma destas vigas foi realizada uma análise modal e uma serie de análises transientes com o objetivo de determinar as freqüências naturais e os modos de vibração das vigas modeladas, assim como as respostas dinâmicas máximas obtidas das estruturas analisadas sob uma condição de carregamento específica. Os resultados obtidos demonstraram reduções na resposta dinâmica máxima das vigas de mais de 80% nos casos onde a excitação da estrutura era harmônica e de mais de 45% no caso em que o carregamento aplicado nas vigas foi o carregamento aleatório executado. __________________________________________________________________________________ ABSTRACT / One of the most common strategies for vibration control in civil structures is the Tuned Mass Damper (TMP). The Tuned Mass Dampers consist basically of a mass, a spring and a damper, which are connected in the structure, tuning the frequency of the damper to a particular frequency, with the objective of marking the damper oscilate out of plhase with the movement caused by the dynamic load, transferring the energy. The present work analyzes numerically, with the help of the software ANSYS, the most efficient number and position of Tuned Mass Dampers, designed by Den Hartog’s expressions (for a single TMD) and the criteria developed by Jangid (for the case of multiple TMD), in four different configurations of beams. For each one of these beams, modal and transient analyses were developed to obtain the natural frequencies and the vibration modes of the beams, as well as the dynamics maximum responses of the analyzed structures subjected to a specific load condition. The obtained results demonstrated reductions in the beam’s dynamic maximum response of more than 80% in the cases where the excitement of the structure was harmonic and more than 45% in the case in that the applied load in the beams was the executed random load.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2007. / Submitted by Raquel Viana (tempestade_b@hotmail.com) on 2009-11-30T16:54:58Z No. of bitstreams: 1 2007_AlineCairesFerreira_noPW.pdf: 10780488 bytes, checksum: 02b1f1ec679780c6107b5242f38249ed (MD5) / Approved for entry into archive by Carolina Campos(carolinacamposmaia@gmail.com) on 2009-11-30T19:02:01Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2007_AlineCairesFerreira_noPW.pdf: 10780488 bytes, checksum: 02b1f1ec679780c6107b5242f38249ed (MD5) / Made available in DSpace on 2009-11-30T19:02:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2007_AlineCairesFerreira_noPW.pdf: 10780488 bytes, checksum: 02b1f1ec679780c6107b5242f38249ed (MD5) Previous issue date: 2007-05 / Atualmente, a grande competitividade existente no mercado da construção civil motiva estudos na busca de novos materiais e novas tecnologias. Tendo em vista o potencial de consumo do aço e as vantagens do seu emprego, torna-se importante a investigação de tecnologias para o seu melhor aproveitamento e utilização. Assim sendo, este estudo sobre a protensão de vigas de aço pretende contribuir para o aumento do uso das estruturas metálicas no mercado atual. A técnica da protensão é largamente conhecida e utilizada em estruturas de concreto, onde serve para reduzir os esforços de tração, ou até mesmo fazer a peça trabalhar apenas à compressão, obtendo-se, assim, um aproveitamento maior da capacidade resistente da seção de concreto. Já nas vigas de aço, a protensão pode ser usada com a finalidade de reforçar e recuperar estruturas metálicas existentes, e também podem servir para projetos de passarelas e pontes, como opção para atender imposições construtivas de limitação de altura de viga, ou ainda serem usadas em projetos arquitetônicos de grandes vãos. Este trabalho analisa o comportamento estrutural de vigas de aço protendidas, em perfil tipo I, indicando diretrizes para a utilização dessa técnica, e desenvolve um aplicativo para projetos e verificações de tais elementos. Este aplicativo, além de avaliar o perfil metálico de acordo com a NBR8800/1986, calcula a força e as perdas de protensão, o número de cabos e as possíveis instabilidades. Realiza-se, também, a análise das freqüências naturais e dos modos de vibração da viga metálica protendida e, ainda, a análise do comportamento dinâmico, via método dos elementos finitos e formulações analíticas, com transformadas de Laplace, numa simulação de rompimento súbito dos cabos de protensão. _________________________________________________________________________________ ABSTRACT / The great competitiveness observed in the civil construction market encourages, nowadays, researches on new materials and technologies. Due to the potential for an increase in steel use and its inherited advantages in front of other materials, it is important to bring new technologies for an effective use of steel structures in the building industry. Therefore, this research on prestressed steel beams aims to increase the consumption of steel structures in the current marketplace. The pretension technique is already largely known and commonly used on concrete. With this technique, the ultimate capacity of prestressed concrete sections can be substantially increased, and concrete cracks prevented or at least reduced. Prestressed steel beams may be used to reinforce or even to recover existing steel structures, they also may be used in road bridges or in bridges for pedestrians and are good options to comply with limitations imposed on the beam height, or to assist architects and engineers to overcome large spans. This study analyzes the structural behavior of prestressed beams made of steel section of type I, establishing some guidelines for the appropriate use of the pretension technique, and develops a software for the design and verification of prestressed steel beams. The software checks the beam section according to the Brazilian NBR8800/1986 code specifications and also determines the pretension force to apply in the steel beam, the prestress losses, the number of cables required and the possible steel section instabilities. This research also presents, with the help of the finite element method and analytical formulations with Laplace’s transform, the study of the natural frequencies and vibration modes of the beam and also the dynamic behavior of the prestress beam under a sudden break of the pretension cables.

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil, 2011. / Submitted by Albânia Cézar de Melo (albania@bce.unb.br) on 2011-09-29T15:51:10Z No. of bitstreams: 1 2011_LuisAugustoLaraValencia..pdf: 14960412 bytes, checksum: ab76ebaa20c2fb23424c7d9988b12af1 (MD5) / Approved for entry into archive by LUCIANA SETUBAL MARQUES DA SILVA(lucianasetubal@bce.unb.br) on 2011-10-04T16:28:09Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2011_LuisAugustoLaraValencia..pdf: 14960412 bytes, checksum: ab76ebaa20c2fb23424c7d9988b12af1 (MD5) / Made available in DSpace on 2011-10-04T16:28:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2011_LuisAugustoLaraValencia..pdf: 14960412 bytes, checksum: ab76ebaa20c2fb23424c7d9988b12af1 (MD5) / A proteção de estruturas civis, incluindo seu conteúdo e ocupantes é, sem duvida nenhuma, uma preocupação a nível mundial. É por isso que um dos interesses principais da engenharia civil moderna centra-se no estudo de vibrações excessivas, indesejáveis não só desde o ponto de vista da segurança, mas também de comodidade. Uma alternativa para este problema é o controle estrutural, metodologia que procura reduzir a demanda de dissipação de energia nos membros estruturais sob a ação de forças dinâmicas mediante a alteração das propriedades mecânicas da estrutura. Um dos sistemas mais prometedores no campo do controle estrutural é o amortecedor magnetorreológico, dispositivo semi-ativo composto por um cilindro hidráulico, bobinas magnéticas e um fluido estimulável, denominado fluido magnetorreológico, cuja principal particularidade é sua habilidade para mudar, de maneira reversível e quando exposto a um campo magnético, de um estado liquido para um estado semi-sólido, em milissegundos. Estas peculiaridades fazem dos amortecedores MR uma ferramenta ideal para o controle de sistemas estruturais, pois com eles é possível administrar forças de amortecimento de forma rápida e segura a um custo relativamente baixo. No presente trabalho se estuda o desempenho de três diferentes projetos de controle que exerçam a função de administrar o sinal de comando de um par de amortecedores magnetorreológicos, com a finalidade de aplicar forças de controle que reduzam a resposta estrutural de um sistema aporticado, composto por dois andares, quando submetido à ação de excitações externas. Os algoritmos propostos para análise são o regulador linear quadrático (LQR) associado ao algoritmo clipped optimal, um algoritmo baseado em redes neurais artificiais do tipo NARX e finalmente um algoritmo de tomada de decisões baseado em lógica difusa. As três estratégias de controle desenvolvidas indicaram serem ferramentas eficientes, robustas e confiáveis para ser utilizadas como administradoras de amortecedores magnetorreológicos. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT / The protection of civil structures, including its contents and occupants are, without any doubt, a concern worldwide. This is the reason why one of the major concerns of modern civil engineering is focused on the study of excessive vibration, not only undesirable from the standpoint of security, but also convenience. An alternative to this problem is the structural control, which is a methodology that seeks to reduce demand for energy dissipation in structural members under the action of dynamic forces by changing the mechanical properties of the structure. One of the most promising device in the field of structural control is the magnetorheological damper, semi-active device compound by a hydraulic cylinder, magnetic coils and a stimulable fluid, called magnetorheological fluid, whose main feature is its ability to change, in a reversible way, from a linear viscous liquid state to a semi-solid in milliseconds when exposed to a magnetic field. These peculiarities make the MR dampers an ideal tool for the control of structural systems, because with them you can manage damping forces quickly and safely to a relatively low cost. This work studies the performance of three different control algorithms. Such algorithms perform the function of managing the command signal to a pair of magnetorheological dampers, to apply control forces to reduce the structural response of a framed system. The system is made of two stories, and it is subjected to the action of external dynamic excitation. The control algorithms under analyses are the linear quadratic regulator (LQR) associated with the clipped optimal algorithm, a NARX type algorithm based on artificial neural network composed of a prediction model and an inverse model. Finally, an algorithm of decision making based on fuzzy logic is also analyzed. The three control strategies developed indicated that they were efficient, robust and reliable to be used as administrators of magnetorheological dampers.

A utilização de Polímeros Reforçados com Fibras (PRF) no reforço de estruturas de concreto armado começou a ser investigada na década de 70 e se consolidou como uma atraente alternativa para utilização em obras civis, principalmente em casos onde ambientes agressivos impedem a utilização de materiais susceptíveis à corrosão, como o aço. Com o passar dos anos, diferentes técnicas de reforço que utilizam sistemas PRF formados com fibras de carbono envolvidas em matriz epoxídica (PRFC) têm sido aplicadas a estruturas que necessitam aumentar recuperar sua capacidade resistente. Apesar dos bons resultados obtidos e das vantagens associadas a estas técnicas, estudos experimentais mostram que a ruptura das estruturas reforçadas freqüentemente acontece de forma prematura, sem o esgotamento da capacidade resistente do PRFC. Apesar dos inúmeros desenvolvimentos positivos referentes à utilização de PRFC em estruturas civis, considera-se que existem diversas possibilidades de avanço, ainda pouco exploradas, que podem favorecer uma utilização mais eficiente, segura e racional dos sistemas PRF. Sendo assim, o principal objetivo deste trabalho é estudar a potencialidade e eficiência de algumas alternativas de emprego da técnica de reforço por colagem de PRF, com análise dos efeitos de variação dos materiais e utilização da técnica de protensão. O programa experimental foi dividido em duas etapas: A primeira, com o objetivo de comparar o desempenho de vigas reforçadas à flexão com fibras carbono, vidro e aramida, foi analisada através de ensaios à flexão com carregamento estático. A segunda, com objetivo de analisar a eficiência da técnica de protensão de compósitos laminados, foi analisada através de ensaios à flexão com carregamento estático e cíclico. Os resultados experimentais foram também comparados com os dados obtidos através de um modelo analítico que considera um comportamento tri-linear para as curvas momento versus curvatura. Os dados obtidos possibilitaram a análise das qualidades e fraquezas dos sistemas de reforço estudados, permitindo que se indique a melhor solução de acordo com as condições as quais a estrutura está submetida. / The use of Fiber Reinforced Polymers (FRP) to post-strengthen concrete structures started to be investigated in the mid-1970s and today is recognized as an attractive technique to be used in civil structures, especially when aggressive environments prevent the use of materials that are susceptible to corrosion, such as steel. Different FPR post-strengthening techniques have been developed and applied in existing structures aiming to increase their load capacity. Most of the FRP systems used nowadays consist of carbon fibers embedded in epoxy matrices (CFRP). Regardless of the advantages and the good results shown by the CFRP poststrengthen technique, experimental studies show that, in most cases, the failure of poststrengthened structures is premature. It means that, in such cases, only a small part of the high strength offered by carbon fibers is used. Despite the positive developments regarding the use of FRP in civil structures, some new possibilities are being considered to provide a more efficient, safe and rational use of FRP systems. The main purpose of this thesis is to analyze the effects of the fiber type replacement and the composite prestressing in the performance of the FRP post strengthening technique. The experimental program was organized in two stages. The objective of the first stage is to compare the behavior of reinforced concrete beams post-strengthened with Carbon, Aramid and Glass Fiber Reinforced Polymers (CFRP, AFRP, GFRP) subjected to static loading tests. The objective of the second stage is to analyze the efficiency of the FRP post-tensioning technique applied to reinforced concrete slabs by means of cyclic and static loading tests. Experimental results were also compared to the ones obtained through an analytical model that considers a tri-linear behavior for moment versus curvature curves. These experimental results allow the analysis of the quality and shortcomings of post-strengthen systems studied and make possible the identification of the more suitable post-strengthening solution to each circumstance.

É realizado um estudo da dinâmica de vigas segmentadas aplicáveis em microscopia de força atômica (AFM), utilizando os modelos de Euler-Bernoulli e de Timoshenko e uma metodologia introduzida na literatura para vigas segmentadas do tipo Euler-Bernoulli e de vigas uniformes do tipo Timoshenko com uso da resposta impulso distribuída e de respostas fundamentais concentradas. Um estudo da análise modal é realizado com modelos de vigas que incluem materiais piezoelétricos de uso em microscopia de força atômica. São assumidas condições de compatibilidade referentes ao deslocamento, rotação, momento fletor e cisalhamento nos pontos de descontinuidade. É observado que as frequências e os modos de vibração da viga segmentada são sensívieis às descontinuidades nos materiais e na geometria. Na obtenção de respostas forçadas, o método de Galerkin é utilizado para aproximar a resposta impulso distribuída com o uso de autofunções que satisfazem a propriedade dos modos normais. Apresentam-se resultados referentes a vigas bi e trissegmentadas, considerando parâmetros numéricos de teste e usados para vigas em AFM com materiais piezoelétricos. Os resultados modais obtidos neste trabalho são próximos daqueles encontrados na literatura. Vibrações forçadas foram obtidas considerando forçantes do tipo harmônico no tempo e com amplitude espacial dos tipos constante, concentrado e pulso. / This work studies the dynamics of multispan beams used in atomic force microscopy (AFM), considering the models of Euler-Bernoulli and Timoshenko, and applying the methodology introduced in the literature for Euler-Bernoulli segmented beams and uniform Timoshenko beams with the use of distributed impulse responses and concentrated fundamental responses. A study of modal analysis is performed with models of segmented beams, including piezoelectric materials of use in atomic force microscopy. We considered compatibility conditions with respect to the displacement, slope, flexure moment and shear at the points of discontinuity. It is observed that the frequencies and vibrating modes of the segmented beam are sensitive to material and geometric discontinuities. For obtaining forced responses, the Galerkin method is used to approximate the distributed impulse response with eigenfunctions that satisfy the normal mode property. We present results for the bi and tri segmented beams considering numerical testing and those employed for beams in AFM with piezoelectric materials. The modal results obtained in this work are close to those found in the literature. Forced responses were obtained by considering harmonic excitations with spatial amplitude for constant, localized and pulse types.

Este trabalho apresenta uma metodologia para uniformizar a confiabilidade, no dominio de um estado limite, através da adoção de procedimentos de correção dos conhecidos coeficientes de resistência. São apresentados os metodos de confiabilidade estrutural. O método de simulação numérica de Monte Carlo com amostragem por importância adaptativa é apresentado em detalhe. Como introdução teórica aos problema da confiabilidade em normas, é apresentada uma revisão da metodologia vigente para a determinação dos coeficientes de segurança atualmente utilizados. É mostrada uma análise da variabilidade da confiabilidade para um mesmo estado limite. É apresentada a variação da confiabilidade para o estado limite de flexão, para perfis "I" soldado, segundo a Norma Brasileira de Estruturas Metalicas, NBR 8800. / This study presents a methodology towards a uniform reliability in a limit state domain by adopting correction procedures for the strength factors. Structural reliability methods are presented Monte Carlo numerical simulation method with adaptive importante sampling is also detailed. Current methodology to determine safety factors is reviewed in order to provide a theoretical baisis on reliability problems. The variation on the reliabiltty for the same limit state is analysed. This variation on th reliability is presented for "I" cross sections in a flexure limit state, according to the brazilian code for steel structures (NBR 8800)

O objetivo deste trabalho é a decomposição da resposta forçada de um sistema distribuído de quarta ordeM no tempo, representado pela equação de Timoshenko para vigas. O modelo em estudo considera os efeitos da inércia rotativa e do cisalhamento. E introduzida uma base dinâmica para a obtenção dos modos de vibração, considerando-se determinadas condições iniciais e de contorno. Desenvolvese uma metodologia parasa obtenção da resposta dinâmica. A resposta forçada e caracterizada como uma decomposição da resposta permanente e da resposta livre, que, por sua vez, é induzida pela resposta permanente. Realiza-se o cálculo da resposta forçada para entradas do tipo concentrado e dinâmico. Realizam-se simulações para os modos, para a resposta impulso e para vibrações forçadas em vigas com extremidades apoiada e livre, extremidades fixa e livre e extremidades livre deslizante sujeitas a cargas concentradas e com dinâmica. A análise da resposta freqüência é ilustrada com uma viga fixa-livre. / The goal of this work is the decomposition of the forced response of a fourth order time distributed system, described by Timoshenko model for beams.The model in study considers the effects of rotary inertia and shear deformation. A dynamic basis is introduced for obtaining the vibration modes and for considering initial and boundary conditions. It is developed a methodology for obtaining the dynamidal response. The forced response is characterized as a composition of the permanent and free responses. The free response is induced for the permanent response. The computation of the forced response is done for concentrated and dynamical inputs. Sirnulations were done for cornputing the modes, the impulse response and forced vibrations for supported-free, fixed-free and free-sliding beams under concentrated loads and loads mlth dynamics. Frequency response analysis is illustrated with a fixed-free beam.

Made available in DSpace on 2018-09-11T12:37:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_12511_KARLA DEMONER RIBEIRO.pdf: 8314029 bytes, checksum: 1711c950a4e9335d142be93d834cc90d (MD5) Previous issue date: 2018-06-29 / A viga mista de aço e concreto é um sistema estrutural eficiente para suportar cargas gravitacionais de pisos e edifícios pela facilidade de construção e a redução de peso da viga de aço. Na busca por novos materiais e tecnologias construtivas observa-se que a protensão externa é uma das técnicas adotadas para melhorar o comportamento estrutural de um material. No Brasil, a aplicação da protensão em estruturas de aço e mistas de aço e concreto ainda não é usual, por ser uma técnica pouco difundida e pela falta de normas e formulações claras sobre o assunto. Existem estudos analíticos sobre vigas mistas biapoiadas protendidas, mas há uma carência na literatura de trabalhos que abranjam metodologias de dimensionamento. Esse trabalho visa discorrer sobre metodologias de análise e dimensionamento de vigas mistas de aço e concreto biapoiadas com perfis de aço de seção I duplamente simétrica e monossimétrica utilizando a técnica de pré-tração. Foi desenvolvido um programa computacional para realizar a análise e o dimensionamento dessas vigas, com base na metodologia de cálculo da ABNT NBR 8800:2008 e na análise de tensões, sendo este devidamente aferido por meio de exemplo numérico resolvido manualmente. Com o uso do programa computacional, um estudo paramétrico foi realizado para analisar a influência do comprimento do vão, do grau de monossimetria da seção transversal do perfil de aço e da excentricidade da força de protensão na capacidade resistente das vigas. Os resultados da pesquisa indicam que embora a protensão tenha gerado uma melhora considerável no comportamento das vigas mistas à flexão, reduzindo o momento fletor solicitante e aumentando o momento fletor resistente, há pouca vantagem em relação a otimização do perfil de aço porque a força de protensão introduz tensões de compressão. Os efeitos da protensão foram bem mais benéficos para as vigas de perfil duplamente simétrico do que para as de perfil monossimétrico. Nessa pesquisa não foi possível concluir qual excentricidade proporciona a maior resistência a flexão pois não houve variação considerável na resistência ou na solicitação quando se variou esse parâmetro