Search

Nonlinear Large Deflection Analysis of Stiffened Plates

Este trabalho apresenta os resultados de recentes pesquisas sobre o bambu da espécie Guadua angustifolia, realizadas na Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro (PUC-Rio), no qual foram determinadas as propriedades físicas, mecânicas e meso-estruturais dos colmos inteiros. O principal objetivo deste estudo é apresentar, aos profissionais, a possibilidade de usarem o bambu como elemento estrutural. Os resultados apresentados permitirão aos engenheiros e arquitetos selecionar, em seus projetos, as dimensões requeridas, como diâmetro, espessura e distância internodal, tensões de flexão, tensões máximas de tração, compressão e cisalhamento. Estão apresentadas a variação da fração volumétrica ao longo da espessura do bambu e suas propriedades mecânicas ao longo do comprimento total do colmo estudado. This work presents recent research results concerning the bamboo Guadua angustifolia carried out at the Pontificia Universidade Catolica, Rio de Janeiro, in which the physical, mechanical and meso-structural properties of the whole bamboo culms were determined. The main objective of this study is to make it possible for professionals to use bamboo more frequently as a structural element. The obtained results allow the engineers and architects to choose for their projects the required dimensions such as diameter, thickness and internodal distance, bending stresses, maximum tensile, compression and shearing stresses. The changing of the volumetric fraction along the bamboo thickness and their mechanical properties along the total length of the studied bamboo culms are presented.

Social housing public policies are the main tools that Latin American States have to reduce high housing deficit. This problem requires to be considered along with global warming, since thinking in the construction industry as energy-efficient it is imperative in the contemporary world. Earth construction is among the most interesting alternatives from this angle. This paper examines the experiences of public policies that allow the construction of homes made with earth in the province of Tucumán, in north-west of Argentina, with the purpose of approaching this reality and to examine the relation between these state programs of design and production of social habitat with the non-conventional technologies that incorporate the ground as an input for the construction. At the same time, this work aim to know the potentials for the development of these policies on a larger scale. The methodology used is research with participatory action (IAP), and the correlational study and of case is presented. The developed activities were analysed taking into consideration the history and documentation of the institutions involved, observation and analysis of sites, community and institutional approach, survey of housing and their contexts, data registration and its systematization to achieve results and conclusions. The results suggest that there are existing potentials for the development of public policies that implement the earthen construction on a larger scale, since the institutional, technological and socio-cultural identity precedents show it. Fil: Ortega, Matías Eduardo. Universidad Nacional de Tucumán. Facultad de Arquitectura y Urbanismo; Argentina. Universidad Nacional de Tucuman. Secretaria de Ciencia, Arte E Innovación Tecnologica; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina Fil: Garzon, Beatriz Silvia. Universidad Nacional de Tucumán. Facultad de Arquitectura y Urbanismo; Argentina. Universidad Nacional de Tucuman. Secretaria de Ciencia, Arte E Innovación Tecnologica; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán; Argentina

A utilização de materiais que envolvam menor quantidade de energia no processo produtivo, que sejam mais facilmente reabsorvidos pela natureza e que gerem menos poluentes e resíduos é de grande interesse para o futuro do planeta e de seus habitantes. Neste trabalho são apresentados temas da área da sustentabilidade para a construção civil, como as potencialidades e viabilidade técnica de um material emergente no Brasil, o bambu, que se encaixa perfeitamente na questão, pois é um material que detém boas propriedades de engenharia e com grande disponibilidade no meio rural. Além deste, os blocos de solo-cimento, tão bem empregados em edificações atuais, também destinados às construções sustentáveis, fazem parte da pesquisa. Em um experimento que pretendeu unir o ensinamento acadêmico com a prática, foi desenvolvido um protótipo de parede em blocos de solo-cimento estruturado com varas de bambu. Como objetivos, a avaliação das resistências dos blocos de solo-cimento à compressão, do bambu à compressão axial e à flexão, e do conjunto paredes de blocos de solocimento/bambu também à compressão, foram os elementos principais da pesquisa. Obtiveram-se resultados de carga de ruptura de 153 kN para as paredes e de tensão normal de ruptura de 7,45 MPa para os blocos de solo cimento nos ensaios de compressão. Nos ensaios de compressão do bambu, os valores obtidos resultaram em tensões normais de ruptura de 119,09 MPa e de 96,21 Mpa para corpos de prova com e sem nós, respectivamente. Os resultados obtidos nos testes desenvolvidos com os materiais separadamente e também do conjunto mostraram que ambos satisfazem perfeitamente ao proposto neste trabalho, o que permite considerar adequada a metodologia utilizada na confecção dos corpos de provas bem como na execução dos ensaios relacionados. The use of materials that involve less energy in the production process, are more easily absorbed by nature and generate less pollutants and waste is of great interest for the future of the planet and its inhabitants. This paper presents themes of sustainability for civil construction, such as the potentialities and technical feasibility of an emerging material in Brazil, bamboo, which fits perfectly in the question, since it is an element that has good engineering properties and with great availability in rural areas. In addition to this, soil-cement blocks, so well used in today's buildings, also intended for sustainable buildings, are part of the research. In an experiment that sought to unite the academic teaching with practice, a prototype of wall in blocks of soil-cement structured with bamboo sticks was developed. The main elements of the research were the evaluation of the strengths of the compression-conditioned soilcement blocks, of bamboo to axial compression and bending, and of the combination of soil-cement / bamboo blocks. Results of 153 kN were obtained for the walls and 7.45 MPa for the soil cement blocks in the compression tests. In the bamboo compression tests, the obtained values resulted in 119.09 MPa and 96.21 MPa for test bodies with and without nodes, respectively. The results obtained in the tests developed with the materials separately and also from the set showed that both perfectly fit the one proposed in this work, which allows to consider adequate the methodology used in the preparation of the test bodies as well as in the execution of the related tests.

COORDENAÇÃO DE APERFEIÇOAMENTO DO PESSOAL DE ENSINO SUPERIOR A aplicação de compósitos cimentícios usando fibras vegetais, em substituição a fibras de asbestos, é uma realidade em indústrias de fibrocimento em vários países do mundo, pois, apesar das boas propriedades mecânicas e durabilidade, a utilização de asbestos acarreta problemas de insalubridade. Fibras vegetais, pela disponibilidade e adequação à preservação ambiental, apresentam vantagens sobre fibras sintéticas. O bambu é excelente fornecedor de fibras, pelo rápido crescimento, baixo custo e qualidade das fibras. Usando-se a polpa do vegetal, pode-se inserir maiores teores de fibras que, distribuídas aleatoriamente, conferem características isotrópicas ao compósito. Estudos são realizados, visando melhorar o desempenho dos compósitos com fibras vegetais. Retração e fluência se constituem em formas de deformação ao longo do tempo que podem comprometer o desempenho e reduzir a durabilidade do material. Tratando-se de materiais heterogêneos e sujeitos à presença de falhas, em diversos níveis, a aplicação da mecânica da fratura pode tornar-se valiosa ferramenta para projeto e controle da integridade desses compósitos, sendo a inibição da iniciação e propagação de trincas uma das principais funções do reforço de fibras curtas. Esse trabalho buscou analisar o comportamento de compósitos cimentícios reforçados com polpa de bambu, quanto à retração e à fluência, e obter parâmetros que descrevessem seu modo de fratura. Enquanto a capacidade de sofrer retração plástica foi reduzida, a retração livre na secagem cresceu com o aumento do teor de polpa de bambu no compósito, chegando a 40% de incremento para 14% de polpa, após um ano. Sob retração restringida, resultados mostraram melhor desempenho dos compósitos com fibras, pela ausência de fissuras detectáveis por fissurômetro, em relação à matriz sem reforço, que apresentou fissura em torno de 4 horas de exposição à secagem. Estudo da reversibilidade da retração mostrou que para os compósitos predominam as deformações de contração. Houve aumento da fluência sob compressão simples, com a inserção do reforço fibroso na mistura. Na fluência sob flexão, houve aumento da fluência específica na face comprimida com o aumento do teor de polpa na mistura. A fluência específica sob tração na flexão resultou maior para a matriz sem reforço do que para os compósitos com polpa de bambu. No estudo sobre mecânica da fratura, os corposde- prova entalhados de compósito com polpa apresentaram melhoria considerável no comportamento à flexão em relação à matriz sem reforço. Os compósitos com polpa mostraram-se menos sensíveis ao entalhe, com o incremento do teor de reforço fibroso. Observou-se considerável amolecimento (softening) precedendo a ruptura devido à propagação da trinca, nos compósitos. As curvas de resistência (curvas-R) permitiram identificar os valores de KIR que, nos compósitos, mostrou manter certa constância, com o aumento do comprimento da trinca. Nesse platô da curva, os valores médios para KIR foram de 1,88 MPa.m1/2 e 1,84 MPa.m1/2, respectivamente, para compósitos com 8% e 14% de polpa de bambu. Nos compósitos, os perfis dos caminhos trilhados pelas trincas no crescimento foram tortuosos, sendo o mecanismo de fratura mais intensamente dominado pela presença do entalhe inicial na matriz sem reforço que nos compósitos. The application of cimentitious composites using vegetal fibers in substitution of asbestos is a worldwide fact in the fiber cement industry. Despite their good mechanical properties and durability, the use of asbestos fibers causes well-known health hazards. Although vegetal fibers have relatively poor mechanical properties compared with synthetic fibers, they have other advantages such as low cost and low energy demand during manufacture. Bamboo is an excellent fiber supplier, due to its fast growth and the quality of its fibers. Using vegetal pulp it is possible to insert considerable amounts of fiber in a cement matrix, which randomly distributed confer isotropic characteristics to the composite. Studies are carried out aiming to improve the performance of composites with vegetal fibers. Shrinkage and creep are sorts of time depending deformation that may significantly reduce the durability and performance of the cement based composite. Cementitious composites are essentially heterogeneous materials subject to the presence of flaws at different levels due to the presence of many internal microcraks in the material prior to loading. Therefore, the application of fracture mechanics could become a suitable tool for the design and control of the integrity of these composites, since the inhibition of crack initiation and propagation is one of the main functions of the short fiber reinforcement. This work sought to analyze the behavior of cimentitious composites reinforced with bamboo pulp under shrinkage and creep and to provide sufficient fracture parameters to describe the failure mode of the material. The results show that, whereas the plastic shrinkage reduces, the free drying shrinkage increases proportionally to bamboo pulp content in the composite, reaching a 40% increment for a 14% pulp content, after one year. Under restrained shrinkage, the composite with bamboo pulp presents better performance than unreinforced matrix. Namely, under same boundary conditions, while the unreinforced matrix presents cracks after about four hours, the composites present no cracks visible through a 10x magnifying glass, even after forty five days of drying. Study of the shrinkage reversibility of the composite showed that there is contraction deformation prevalence. Under simple compression, the creep capacity of the bamboo pulp composites increases proportionally with the fiber content. Under bending stress, there was an increase of the specific creep in the compressed face of the specimen, as the pulp content of the mixture increases. The specific creep under bending tension for the tensile face was greater for the unreinforced matrix than in the bamboo pulp composites. As revealed through the assessment of fracture behavior of composites with bamboo pulp, notched specimens presented a considerable improvement in bending behavior when compared to the unreinforced matrix. The composites with pulp became less sensible to the notch with the increment of pulp content. In the bamboo pulp composites, considerable softening was observed in the load-displacement curve, as load gradually decreases after the peak load and before the rupture due to crack propagation. Using resistance curves (R-curves) it was possible to identify the KIR values that, for the composites, kept certain constancy as the crack length increased. At this plateau of the curve, the average values for KIR reached 1,88 MPa.m1/2 and 1,84 MPa.m1/2 for composites with bamboo pulp content of 8% and 14% respectively. In the composites, crack profiles and crack surfaces were tortuous, while in the unreinforced matrix the fracture mechanisms were more intensely dominated by the presence of the initial notch.

Submitted by Deyse Queiroz (deysequeirozz@hotmail.com) on 2019-01-30T10:15:56Z No. of bitstreams: 1 SOENIA MARQUES TIMÓTEO DE SOUSA DISSERTAÇÃO - PPGEC 1993..pdf: 14930634 bytes, checksum: 21c8aa911c2c48e6acb19db6553cb210 (MD5) Made available in DSpace on 2019-01-30T10:15:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 SOENIA MARQUES TIMÓTEO DE SOUSA DISSERTAÇÃO - PPGEC 1993..pdf: 14930634 bytes, checksum: 21c8aa911c2c48e6acb19db6553cb210 (MD5) Previous issue date: 1993-12 O presente trabalho trata do reforço de solos com fibras vegetais, na confecção de tijolos de terra crua. A fibra vegetal usada foi a de sisal. Foram selecionados quatro tipos de solos de diferentes localidades do estado da Paraíba: João Pessoa, Campina Grande, Areia Taperoá. Realizaram-se ensaios de caracterização, análise quimica e análise térmica diferencial. As propriedades mecânicas dos solos e misturas solo - fibras foram obtidas em corpos de prova ensaiados a compressão simples, com vistas a se definir alguns dos parâmetros a serem utilizados nos tijolos. A fim de garantir a durabilidade de tijolos submetidos á ação da água utilizou-se a cal e a emulsão asfáltica como aditivos. Para se observar o desgaste do tijolo foi feito o ensaio de durabilidade por perda de massa em ciclos de molhagem e secagem. Verificou- se também a absorção da água e as variações dimensionais dos tijolos com o tempo. Considerando que nem todo tipo de solo disponível localmente seja adequado para produção de tijolos de terra crua, mostrou-se a possibilidade de aproveita-los, corrigindo - lhes a granulometria, a partir da mistura com outros tipos de solos, em quantidades adequadas. Também foram estudados tijolos moldados com diferentes misturas de solos e fibras. Além disso foi pesquisada antiga tecnologia usada pela civilização Persa, que consiste em deixar a mistura solo-água-fibra em repouso durante certo tempo antes de se confeccionarem os tijolos. Os períodos usados foram de 30, 60 e 90 dias. Apresentam-se ainda os resultados da experimentação de um painel de parede de tijolos solo - fibra - emulsão. Os ensaios de resistência à compressão mostraram que o método aqui desenvolvido permite a confecção de tijolos com resistência superior a 2,0 MPa chegando em alguns casos a ser maior que 3,0 MPa, em função das amostras utilizadas, das composições de mistura empregada e do tempo de cura. Os resultados obtidos nesta pesquisa permitem concluir que a maioria dos tipos de solos podem ser aproveitados como matéria-prima na confecção de tijolos de terra crua, desde que devidamente estabilizado com aditivos(cal, emulsão ), fibras vegetais ou mediante mistura com solos, propiciando resistências mecânicas aceitáveis, podendo ser utilizados em obras de pequeno porte na construção civil, com bom desempenho e segurança. This thesis deals with the soil stabilization of adobe with sisal vegetable fibres. Four soils of different places in Paraiba State: Joao Pessoa, Campina Grande, Areia e Taperoá were selected. Caracterization tests, chemical tests and differencial thermal analyses of the soils were made. The mechanical properties of soils and soil - fibres mixtures were determined in specimens tested to compressive strength, in order t o evaluate the parameters that will be utilized in the bricks. In order to ensure durability, to the bricks that will be submited to water action, lime and emulsified asphalt additives were used. Brick durability tests were done based on wetting and dryng in two différents ways. The water absorption and dimensional variation of the bricks over time wwere verified. Considering that not every type of soil available " in situ " is appropriate for this constructive process, It was shown the possibility to make a correction of its properties, making mixtures with other kinds of soils. Therefore, bricks were also made with différents soil-fibre mixtures. Moreover, it was investigated the antique tecnology utilised by Persa Civilization. This consist of placing the mixture in rest during certain time before making bricks. The period used was 30, 60 e 90 days.