A passagem do método das tensões admissíveis para o método dos estados limites na NBR 7190 - Projeto de Estruturas de Madeira, ocorrida em 1997, foi feita por meio de calibração determinística que teve como ponto central a resistência da madeira na compressão paralela às fibras. Um dos aspectos modificados foi o dimensionamento de peças fletidas no tocante à verificação das tensões normais devidas ao momento fletor, em que é utilizada a resistência à compressão paralela às fibras. Com a intenção de averiguar o grau de segurança do modelo de cálculo para esse caso, foram realizadas análises de confiabilidade para vigas fletidas de madeira. Foram coletados dados de 549 testes de flexão de vigas, obtendo-se valores relativos à ruptura, e também foram obtidas informações estatísticas a respeito como a média e o desvio-padrão da resistência à compressão paralela às fibras, das mesmas espécies usadas nas vigas. Nas análises de confiabilidade foram utilizadas 5 variáveis aleatórias, com 5 tipos de combinações diferentes, analisadas com e sem erro de modelo para cada um dos 16 grupos de resultados levantados, totalizando 2752 análises de confiabilidade. Os resultados das análises sem o erro de modelo mostram que a norma não atinge valores suficientes para o índice de confiabilidade e que, com a introdução do erro de modelo, os resultados são mais adequados. Também se verificou que o modelo adotado pela norma é muito conservador, no caso de peças de madeira de Pinus SP classificadas. / The transition of allowable stress to limit state design methods in \"NBR 7190 - Projeto de Estruturas de Madeira\", in 1997, was made considering the strength in compression parallel to the grain as central point of deterministic calibration. One of the aspects modified was the design of beams, related to tension and compression; in this case is used the strength in compression. A reliability analysis was made for timber beams to determine the security level of the theoretical model. Were collected data related to failure from 549 bending tests in beams, and statistical information about the mean and standard deviation of the strength in compression of the wood species used in the beams. In reliability analysis were used 5 random variables, with 5 different types of combinations, analyzed with and without model error for each of the 16 groups of results collected, resulting 2752 reliability analysis. The results of the analysis without the model error show that the standard doesnt achieve sufficient values for the reliability index and, with the introduction of model error, the results are more adequate. It was also verified that the theoretical model is very conservative in the case of graded members of Pine species.

Apresenta-se um estudo do Concreto de Alto Desempenho (CAD) no que tange ao seu comportamento interno, isto é, a influência da qualidade de suas fases (pasta de cimento e fase inerte), bem como de sua interação (interface pasta-agregado). Busca-se também analisar cada componente, tendo em vista a seleção ideal para a produção de concretos de alto desempenho com o menor custo. Faz-se necessário o conhecimento de suas propriedades mecânicas e seu desempenho nos elementos estruturais. Sendo assim, apresenta-se um estudo referente ao estado da arte sobre o CAD. Devido à escassez de material sobre a utilização do CAD em vigas, apresenta-se um exemplo comparativo do cálculo de uma mesma viga, tanto com concreto de baixo como de alto desempenho, resistências de 18 MPa e 54 MPa, respectivamente. Finalmente, são feitas comparações de custo de material envolvendo as vigas apresentadas, visando comprovar a viabilidade técnico-econômica do uso do CAD também em vigas de edifícios. / A study of High Performance Concrete (HPC) is presented concerning internal behaviour, that is, the influence of the quality of each phase (cement paste and inert phase), as well as its interaction (paste-aggregate interface). Each component is analyzed, taking into consideration the ideal selection for producing high performance concrete at a lower cost. It is necessary to know its mechanical properties and performance in structural elements. Thus, a study refering to the state of the art on HPC is presented. Due to the lack of material on the use of HPC in beams, a comparative example of the calculation of a beam with low as well as high performance concrete is presented, strength 18 MPa and 54 MPa respectively. Finally, comparisons of material cost envolving beams are presented, aiming at proving the technical-economical viability of the use of HPC also in beams of buildings.

Foram realizados estudos das ações e suas combinações, que possam ocorrer nas pontes; também foram apresentados as principais características das pontes em vigas mistas e os tabuleiros utilizados, os conectores de cisalhamento que são utilizados na ligação aço/concreto e os efeitos da retração e fluência das vigas mistas. No estudo desses efeitos realizou-se uma análise elástica; a seção transversal foi considerada idealizada e as tensões atuantes na seção mista foram obtidas através do método das tensões admissíveis. Este procedimento foi baseado por Djuric (1963) posteriormente por Mason (1976), considerando interação completa entre aço/concreto e o carregamento sendo aplicado no tempo t=0 e no tempo t='infinito'. Verificou-se ao longo do tempo um aumento do deslocamento e uma redistribuição de tensões na seção mista devido os efeitos da retração e fluência / It was achieved studies of the actions and it’s combinations that can happen at the bridges also it was presented the main characteristics of the bridges in composite beams and the slab applied the shear connectors that are utilized at the joining steel/concrete and the effects of the shrinkage and creep of the composite beams. In the study these effects come about an analysis elastic the cross-section was considered idealized and the stresses that actuate at the composite section were obtained through the method admissible stresses. This procedure was based by Djuric (1963) later by Mason (1976) considering full interaction between steel/concrete and the load being applied at the time t=0 and at the time t='infinite'. It was verified along the time a rise of the deflection and a redistribution of the stresses at the composite section due to the effects of the shrinkage and creep

No presente trabalho avaliou-se a resistência mecânica do bambu nos estágios pré e pós processamento mecânico para servir de referências básicas do estudo das propriedades mecânicas de vigas laminadas coladas simples, de seção composta e de seção composta na forma de I, industrializadas em laboratório. Iniciou-se com a caracterização do material bruto na forma de ripa que representa toda a parede do colmo, passando-se pelo material processado na forma de lâmina que representam a parte industrialmente útil da parede do colmo e culminando na manufatura e qualificação das vigas laminadas coladas. Na produção dos corpos de prova do material bruto manteve-se a espessura original da ripa, exceto para alguns produzidos para se avaliar a resistência ao cisalhamento radial das camadas interna e externa da parede do colmo. As ripas foram usinadas em diversas máquinas para serem transformadas em lâminas que são as unidades de composição das seções compostas pela técnica de aglutinação e adesão a frio. Foi estudada também a influência do nó na resistência ao cisalhamento radial e tangencial tanto do material sólido quanto do plano de cola e nas propriedades da flexão. A geometria e as dimensões dos corpos de prova de cisalhamento foram adaptadas da norma ASTM D 905 e os de flexão da norma NBR 7190. As resistências ao cisalhamento no plano de cola e as propriedade da flexão foram determinadas segundo três combinações de faces de contato no processo de colagem com o adesivo à base de resorcinolformaldeído (RF). Estudou-se também a pressão adequada para colagem dos corpos de prova e eleita a mais adequada à colagem de vigas laminadas coladas. Os corpos de prova intactos e rompidos nos ensaios foram observados em microscópio eletrônico de varredura, em microscópio óptico, em microscópio óptico de fluorescência e microscópio estereoscópico. Observou-se ampla variabilidade das propriedades mecânicas tanto do material sólido quanto do material composto, mas em qualquer dos casos de resistência houve ampla variabilidade dos dados e, no geral o material sem nó foi mais resistente do que o com nó. As rupturas ocorreram na maioria das vezes no tecido parenquimático desviando-se dos feixes de fibras e tendendo a seguir a grã do material observando que o plano de ruptura só coincide com o plano planejado para a ruptura quando o corpo de prova é feito com a consideração precisa da orientação da grã. Os corpos de prova montados com a cola à base de PVA e com lâminas nodais responderam de forma satisfatória à colagem a baixa pressão, enquanto que os fabricados com lâminas internodais apresentaram melhor desempenho a alta pressão. Para os corpos de prova manufaturados com o adesivo à base de RF, a melhor combinação de colagem se deu no contato entre faces externas de lâminas. Foi possível observar a penetração do adesivo nos elementos anatômicos das lâminas com o uso da microscopia óptica e de fluorescência. As vigas laminadas coladas de seção transversal composta foram ensaiadas à flexão, mas não romperam por tensão normal, pois apresentaram instabilidade lateral durante o carregamento à flexão. As vigas também apresentaram baixo módulo de elasticidade porque o esmagamento da mesa inferior, nos apoios, foi cofundida e somada pelo sistema de medida, ao valor da flecha. Numa análise geral, a qualidade mecânica da Viga \"I\" pode ser considerada muito boa dentro do correto cálculo do momento de inércia se seções transversais compostas. As camadas perpendiculares ao eixo da via, tanto na alma quanto na mesa, foram tão eficientes na absorção do esforço cortante que não houve nenhuma limitação de capacidade de carga pela ligação alma-mesa mesmo com a viga trabalhando numa faixa de alta influência de tensões cisalhantes. / In this study it was evaluated the bamboo strength in the stages before and after mechanical processing in order to obtain basic references to study the mechanical properties of simple glued laminated beams of composite section and composed section as I joist, manufactured in laboratory scale. It started with the characterization of raw material as strip representing the crude bamboo culm wall, moved to the processed material as in the shape of laminas which were representing the majority of bamboo culm wall industrially useful and culminating to the manufacture and qualification of glued laminated beams. In the production of specimens of raw material it was maintained the original thickness for the strip except for a few ones which were produced to evaluate the radial shear strength in the inner and outer layers of the culm wall. The strips were machined on some machines to be turned into laminas that were the units for assembling composite sections by agglutination and adhesion under pressure in environmental conditions. It was also studied the node influence in the radial and tangential shear strength in both solid material and in the adhesive plan and in properties got from the bending tests. The geometry and dimensions of the shear specimens were adapted from ASTM D 905 and the bending from NBR 7190. Shear strength in the adhesive plane and bending property were determined following three combinations of contact faces on the gluing process using resorcinol-formaldehyde based adhesive. It was studied also the proper pressure for gluing the specimens and elect the most suitable for glued laminated beams. The intact specimens and failed on mechanical tests were observed under a Scanning Electron Microscope, Optical Microscope, Optical fluorescence microscope and stereomicroscope. It was observed huge variation of mechanical properties in both solid and composite materials, but in all cases there was considerable variability of strength data and in general the material without node was more resistant than with node. The ruptures mechanisms occurred most often in the parenchyma tissue by passing the fiber bundles and tend to follow the grain of the material by observing the rupture plane that only coincides with the plan designed to rupture when the specimen is done with precise consideration of grain orientation. The specimens manufactured with PVA adhesive and components with nodes responded satisfactorily to the low pressure bonding, while the specimens produced with internodes components performed better at high pressure. For specimens manufactured with resorcinol-formaldehyde adhesive the best gluing combination was given by the contact of outer laminas surfaces to each other. It was possible to observe the anchorage of the adhesive into the anatomical tissues by using optical microscopy and fluorescence optical microscopy. Glued laminated beams with composite cross section were tested in bending, but not failed by normal stresses, once there occurred only lateral instability during loading time. The I beams also showed low modulus of elasticity because the crush in the inferior flange was added by the measurement system to the bending deflection. In general the mechanical quality of the \"I\" joist can be considered very high with correct calculation of the moment of inertia of composite cross sections. The layers perpendicular to the beam axis both in web and in the flanges, were so efficient in absorbing the shear that there was no limitation of carrying load web-frange connection even with the beam working in a critical influence of high shear stresses.

Orientador: Paulo Roberto Gardel Kurka / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-22T16:15:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 GonzalezRamos_Paola_M.pdf: 2350436 bytes, checksum: 0bb7c5bf390b9cfd31a3794e71412581 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: O uso de manipuladores longos e flexíveis em veículos de exploração autônoma, ao contrário dos braços curtos e rígidos, pode ser uma forma de obter dados de um ambiente específico de longo alcance, como encostas de terreno e penhascos. A desvantagem de se utilizar uma estrutura flexível é a dificuldade de controlar os seus movimentos de vibração durante a operação. Este trabalho, portanto, tem como objetivo principal projetar um controle de vibração ativa para uma viga flexível longa, deformável pela ação de um cabo fixado em sua extremidade. O controle pretende minimizar os movimentos oscilatórios da ponta da viga decorrentes de perturbações externas. A projeção do controle baseia-se no modelo matemático em tempo continua da viga, realizado pelo método de elementos finitos. A estratégia de controle é calculada com um modelo reduzido do sistema, no qual estão contidos os modos dominantes do mesmo. Mostra-se que uma resposta desejada de controle é obtida aplicando-se o método de alocação de pólos / Abstract: The use of long manipulators in autonomous exploration vehicles, as opposed to short and rigid arms, may be an attractive way to collect data in specific long range environments such as terrain slopes and cliff sides. The drawback of employing such a flexible structure is the fact that its vibrations cannot be easily controlled in real time operation. This work has the principal objective to project an active vibration control of a long flexible beam which is deformed by action of a pulling cable, fixed to its extremity. The control aims to minimize the oscillatory movements of the bean's tip caused by external disturbances. The control strategy is based on the continuous time mathematical model of the beam, using the finite element method. The control strategy is calculated in a reduced model system which contains the dominant modes of the same. It is shown that an adequate control response is obtained using the method of allocation of poles / Mestrado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Mestra em Engenharia Mecânica

Orientador: Vitor Antonio Ducatti / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil / Made available in DSpace on 2018-08-03T18:05:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Sartori_Marcos_M.pdf: 2010421 bytes, checksum: 73e14f04533e1a739a2508bacf449852 (MD5) Previous issue date: 2003 / Mestrado

Orientador: Luiz Roberto Sobreira de Agostini / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil / Made available in DSpace on 2018-07-24T13:57:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Almeida_AudreyGregoriMelchertde_M.pdf: 2945704 bytes, checksum: 307b35c63c16d7b0aee456c48a30ad5b (MD5) Previous issue date: 1998 / Resumo: Apresenta-se neste trabalho um procedimento de verificação do dimensionamento de lajes mistas protendidas, compostas por vi gotas pré-moldadas com seção transversal em forma de PI invertido, protendidas pelo sistema de pré-tração e complementadas na obra com o lançamento de concreto local. Foram previstos na fase de construção três casos de escoramento com 0,1 ou 2 estais. Assim, desenvolveu-se uma rotina para a verificação automatizada destas lajes. Apresenta-se também o método das fibras de fluência utilizado na determinação das perdas de protensão, o problema da retração diferencial e o cálculo das perdas progressivas, importantes para este tipo de estrutura / Abstract: This dissertation presents a procedure to verify the calculation of composite prestressed concrete slabs. This is formed by precast beams with inverted PI cross section, prestressed by the pretensioning system and finished in the construction site with local concrete. Were foreseen three supportable cases in the construction stage with O, 1 or 2 supports. Therefore, it was developed a program to automatized verification of these slabs. Were also considerate in the determination of the losses of prestress the fibers of creep method, the problem of differential shrinkage and progressives losses, very importants for this kind of structure / Mestrado / Estruturas / Mestre em Engenharia Civil

[pt] No presente trabalho se estuda um elemento finito subparamétrico que aproxima o campo de deslocamentos com funções spline, implementando um programa que pode ser utilizado para calculo estático, dinâmico e de instabilidade de estruturas compostas de placas, vigas de paredes finas, vigas caixão e em geral em elementos alongados (pontes e perfis metálicos). O grau de liberdade de rotação perpendicular ao plano do elemento é introduzido na formulação para possibilitar uma análise tridimensional. Apresenta-se um método que serve como base para determinar a constante de rigidez correspondente. Nos exemplos apresentados avalia-se a precisão obtida utilizando pouco número de divisões longitudinais do continuo, vantagem que justifica o uso desses elementos em estudos de pré-projeto ou otimização de estruturas. Comparam-se os resultados com soluções teóricas ou resultados de outros programas estruturais, permitindo apreciar as possibilidades e limitações da modelagem usando elementos finitos com funções spline. As diferenças observadas, que surgem principalmente em placas espessas, são explicadas pela aproximação da deformação de cisalhamento encontrada na literatura para os elementos utilizados na comparação. Mostra-se também exemplos de instabilidade analisados em três dimensões que permitem considerar diferentes condições de apoio e discutir os resultados de fórmulas conhecidas. / [en] The present work presents a subparametric finite element model with spline displacement functions, implemented for static, dynamic and instability analysis of folded plates, thin-walled beams, box girders, and elongated structures such as bridges and structural shapes. A drilling degree of freedom (rotation about an axis perpendicular to the plane of the element) is introduced in the formulation to allow for three-dimensional analysis. A method for determining the corresponding contribution to the stiffness matrix is presented. The examples presented evaluate the accuracy obtained using a small number of longitudinal subdivisions of the continuum, convenient in the case of analyses for preliminary design and optimization. The results obtained are compared to theoretical solutions or results of standard structural analysis programs, allowing for an appraisal of the advantages and limitations of modeling with use of spline functions. The differences in the results, observed specially in the case of thick plates, are explained by the approximations for the shear strain in the elements used for comparison. From the examples it is possible to comment results of threedimensional modeling of instability problems with different boundary conditions.

[pt] Este trabalho tem como objetivo o estudo experimental do comportamento de vigas de concreto armado reforçadas a flexão com CFC sujeitas a carga de impacto. As variáveis adotadas foram a taxa de carregamento e a taxa de reforço. Todas as vigas foram dimensionadas para resistirem ao mesmo carregamento, de forma que a ruptura fosse governada pelo escoamento do aço da armadura longitudinal de tração. O programa experimental consistiu no ensaio de dezoito vigas biapoiadas de concreto armado. Todas as vigas foram construídas com a mesma seção transversal, vão e resistência de concreto, diferindo somente na armadura longitudinal de tração. Foram confeccionados três tipos de vigas, sendo que as vigas com maior taxa de aço de armadura longitudinal de tração não receberam reforço, enquanto que as demais foram reforçadas com CFC de forma a suportar a mesma carga última das vigas sem reforço. Foram realizados ensaios estáticos e dinâmicos. Para a aplicação da carga de impacto utilizou-se um martelo, que liberado de diferentes alturas de queda, forneceu diferentes taxa de carregamento e, consequentemente, diferentes taxas de deformação nas vigas ensaiadas. Os resultados mostraram que as vigas com reforço de CFC possuem menor capacidade de desaceleração do movimento de queda do martelo. Verificou-se que quanto maior a altura de queda do martelo maior é a força máxima de reação das vigas, apresentando um crescimento praticamente linear com o aumento da taxa de carregamento. / [en] An experimental study on the behavior of reinforced concrete beams strengthened in flexure with CFC under impact load was carried out in this work. The main objective was to investigate the effects of the loading rate on the strength of the beams. The variables were the loading rate and the ratio of fiber to steel reinforcement cross sections. All beams were design to resist the same load, in a way that the failure should be governed by the yielding of the longitudinal tension steel reinforcement. The experimental program consisted of the test of eighteen simply supported beams. All the beams had the same cross section, span and concrete strength. The only difference was the amount of longitudinal tension steel and fiber reinforcements. Static and dynamic testing had been carried through. A hammer was used for the impact load application, which was released from different heights, giving different loads rates and, consequently, different deformation rates in the tested beams. The results showed that the beams with reinforcement of CFC had less capacity of movement deceleration of hammer fall. It was observed that the higher the height of the hammer the higher was the maximum force of reaction of the beams, showing practically a linear growth with the increase of the loading rate.

Ingeniero Civil / Este trabajo tiene como objetivo modelar el comportamiento del pandeo local del ala en vigas doble T de acero. Para tal efecto, se adaptó el modelo propuesto por Massone & Moroder (2008), que luego fue modificado por Lacaze (2009), para el pandeo en barras de refuerzo en muros de hormigón armado, subdividiendo las alas de la vigas en barras circulares que tuvieran un área equivalente a una sección cuadrada de ancho igual al espesor del ala. Se consideró realizar el análisis en el programa de elementos finitos OpenSees, el cual posee las herramientas para poder definir de manera adecuada el problema. La versión de Opensees que se utiliza en el modelo es la v. 2.3.2. En esta memoria se considera sólo el caso de una viga sometida a una carga puntual, considerando que la viga falla según el Modo 1 definido por Earls (2000), es decir, que existe pandeo en el plano de la sección. Los resultados de los análisis son comparados con ensayos experimentales realizados por SAC 1997-06, donde se registra el momento último v/s la capacidad de rotación de la viga, cuando se ve sometida a cargas cíclicas debido a un desplazamiento vertical en el apoyo de la viga. La metodología utilizada consistió en una recopilación de antecedentes e información sobre el pandeo local en vigas de acero. Luego, se reprodujo el modelo propuesto por Massone & Moroder (2009) en Opensees, y finalmente, una vez terminado el modelo, se implementó éste a una viga de acero con sección transversal doble T. Los resultados sugieren que el modelo es capaz de reproducir correctamente el pandeo en una viga de acero, cuando se ve sometida a un esfuerzo de flexión