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International audience; Due to the COVID-19 pandemic, there was a growing interest in society in the area of epidemiology. In this context, emerged the initiative COVID-19: Observatório Fluminense (COVID19RJ), which is managed by a group of independent researchers affiliated with different Brazilian institutions. COVID19RJ publishes trend and monitoring graphs of the COVID-19 pandemic in Brazil and some countries around the world. Due to this demand, the need for an educational code for research in epidemiology arose, with the objective of encouraging and allowing the entry of more researchers in this area. So, EPIDEMIC was developed, this being a code that is organized in a didactic way and divided into three modules: modeling, trends and forecasts. In the modeling module, compartmental models are used to simulate population dynamics during an epidemic. In the trends module, it is possible to monitor the behavior of epidemics in countries, states or municipalities. And in the forecasts module, a statistical regressor is used to obtain predictions about the shortterm behavior of epidemic curves. EPIDEMIC provides a tutorial with explanations and examples of use. The code was developed on the free software GNU Octave and is compatible with the proprietary software MATLAB. EPIDEMIC presents itself as a good aid tool for the teaching and learning process of epidemiology and, consequently, for the increase of researchers in the area.

A particular permanence of the myth of Arachne can be found in apulian tarantismo, a ritual of dance and music used to cure the bite of a mythical spider, the taranta. In the tarantata’s dance we can see the main elements of the myth of Arachne: the transformation of the woman in a spider, the challenge to the divine and the higher value of art. In addition to this, the tarantismo shows itself like an incarnation of a myth of the Female to the Female because it’s a representation of eros foreclosed and the liberation of the woman from the constraints of a rigid, patriarchal society. Our guide in this analysis is the first movie about the tarantismo, La Taranta by Gianfranco Mingozzi, realized in 1961, with the commentary written by the poet Salvatore Quasimodo. With some influences of the Magna Mater’s cult, some dual elements taken from the Dionysian and the symbolic value of the wire the metamorphic myth of the spider-woman becomes also the representation of femme fatale, who sews life and death in a continuous intertwinement (see also Tolkien and Strauss’s cases). Una particolare forma di permanenza del mito di Aracne si può trovare nel fenomeno pugliese del tarantismo, un rituale coreutico-musicale preposto alla guarigione dagli effetti del morso di un ragno mitico, la taranta. Nella danza della tarantata si ritrovano infatti gli elementi caratteristici della la trasformazione della donna in ragno, la sfida nei confronti del divino e il valore superiore e quasi soprannaturale dell’arte. Il tarantismo inoltre si rivela l’incarnazione di un mito del Femminile per il Femminile, essendo manifestazione di una forma di eros precluso e sfogo dai condizionamenti di una società rigidamente patriarcale. Farà da guida in questo viaggio nel tarantismo il primo filmato sul fenomeno, La Taranta di Gianfranco Mingozzi, realizzato nel 1961, con il commento del poeta Salvatore Quasimodo. Tra influssi del culto della Magna Mater, elementi duali di valenza dionisiaca e il valore costante del simbolismo del filo, il mito metamorfico della donna-ragno giunge alla rappresentazione della donna come femme fatale, che cuce vita e morte in un intreccio continuo (cfr. anche i casi di Tolkien e Strauss). Una particolare forma di permanenza del mito di Aracne si può trovare nel fenomeno pugliese del tarantismo, un rituale coreutico-musicale preposto alla guarigione dagli effetti del morso di un ragno mitico, la taranta. Nella danza della tarantata si ritrovano infatti gli elementi caratteristici della la trasformazione della donna in ragno, la sfida nei confronti del divino e il valore superiore e quasi soprannaturale dell’arte. Il tarantismo inoltre si rivela l’incarnazione di un mito del Femminile per il Femminile, essendo manifestazione di una forma di eros precluso e sfogo dai condizionamenti di una società rigidamente patriarcale. Farà da guida in questo viaggio nel tarantismo il primo filmato sul fenomeno, La Taranta di Gianfranco Mingozzi, realizzato nel 1961, con il commento del poeta Salvatore Quasimodo. Tra influssi del culto della Magna Mater, elementi duali di valenza dionisiaca e il valore costante del simbolismo del filo, il mito metamorfico della donna-ragno giunge alla rappresentazione della donna come femme fatale, che cuce vita e morte in un intreccio continuo (cfr. anche i casi di Tolkien e Strauss).

Resumo. Este trabalho de pesquisa tem por objetivo principal a análise dinâmicadeterminística, no domínio do tempo, de um sistema estrutural de fundações em concreto armado, quando submetido à ação de um compressor de grande porte instalado em uma indústria para produção de gases do ar. O sistema estrutural em estudo tem como base uma fundação direta com dimensões aproximadas, em planta, de 15m x 12m, necessária para suportar um conjunto compressor-motor de cerca de 190 toneladas, posicionado a 4m de um piso de referência. Para a modelagem numérica do sistema estrutural são empregadastécnicas usuais de discretização, via método dos elementos finitos (MEF), por meio do software CSi SAP2000 V.17.2.0. Com base na metodologia de análise desenvolvida, a resposta estrutural dinâmica do sistema de fundações em concreto armado é devidamente avaliada, em termos dos valores das frequências naturais, deslocamentos e velocidades. Os valores máximos da resposta dinâmica do sistema são comparados com os valores limitesrecomendados por normas e recomendações de projeto, objetivando uma avaliação criteriosa, no que tange ao desempenho da estrutura em termos de vibrações excessivas e no que tange aos aspectos econômicos envolvidos na concepção do sistema de fundações.Palavras-chave: Fundações de máquinas, Dinâmica estrutural, Modelagem numérica.

Submitted by Julia CTC/B (julia.vieira@uerj.br) on 2021-10-26T23:11:42Z No. of bitstreams: 1 Dissertação - Aline dos Santos Alves Gesteira - 2021 - Completo.pdf: 3792863 bytes, checksum: d209197396923e9f00523abe3d24c7db (MD5) Made available in DSpace on 2021-10-26T23:11:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação - Aline dos Santos Alves Gesteira - 2021 - Completo.pdf: 3792863 bytes, checksum: d209197396923e9f00523abe3d24c7db (MD5) Previous issue date: 2021-07-28 Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES The behavior of masonry panels subjected to lateral loads is one of the main concerns during the project execution and may depend on several parameters such as panel aspect ratio, composite material properties and intensity of axial compressive load. This behavior can be analyzed by experimental and numerical tests that could be represented by the load versus lateral deflection curve. A simple way to obtain this curve numerically is to perform a finite element analysis considering the masonry wall as a one-dimensional element. Based on assumptions regarding the distribution of normal stresses, the panel can be discretized into frame elements whose geometric properties are obtained from the part of the cross section subjected to compression only. In the case of using finite elements of constant cross sections, good results are achieved only if the mesh becomes dense enough to accurately represent the change in geometric properties of the panel’s cross section. So, this work proposes a finite element with variable cross section, so that the number of elements included for a reliable solution can be reduced. The results of the proposed model are compared with experimental results available in the literature for various dimensions and material properties. Comparisons are also performed with highly discretized finite element models using constant cross-section and elements obtained by the power series method. O comportamento dos painéis de alvenaria quando submetidos a carregamento lateral é uma das principais preocupações ao projetar tais estruturas e pode depender de vários parâmetros, tais como relação de aspecto do painel, propriedades do material compósito e intensidade da carga axial de compressão. Esse comportamento pode ser analisado por meio de ensaios experimentais e numéricos e geralmente é representado através da curva de carga versus deflexão lateral. Uma forma simples de obter essa curva numericamente é considerar a parede de alvenaria como um elemento unidimensional e realizar uma análise por elementos finitos. Com base em hipóteses relativas à distribuição de tensões normais, o painel pode ser discretizado em elementos de pórtico cujas propriedades geométricas são avaliadas a partir da parte da seção transversal submetida à compressão. No caso do emprego de elementos finitos de seções transversais constantes, bons resultados são obtidos apenas se a malha for densa o suficiente para representar com precisão a mudança nas propriedades geométricas da porção resistente da seção transversal do painel. Neste trabalho, um elemento finito com seção transversal variável é empregado, de forma que o número de elementos necessários para uma solução confiável possa ser reduzido. Os resultados do modelo proposto são comparados com resultados experimentais disponíveis na literatura para várias dimensões e propriedades de materiais. Também são realizadas comparações com modelos muito discretizados de elementos finitos de seção constante e elementos obtidos pelo método da série de potências.

Submitted by Julia CTC/B (julia.vieira@uerj.br) on 2022-02-07T18:03:08Z No. of bitstreams: 1 Dissertação - Jessica Nogueira Castricini - 2020 - Completo.pdf: 2539861 bytes, checksum: fb2d1acac202a4f1958a99bece46b5f6 (MD5) Made available in DSpace on 2022-02-07T18:03:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação - Jessica Nogueira Castricini - 2020 - Completo.pdf: 2539861 bytes, checksum: fb2d1acac202a4f1958a99bece46b5f6 (MD5) Previous issue date: 2020-09-04 Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES Reliability Based Design Optimization (RBDO) allows the design of increasingly slender structures, with lower costs, without compromising its safety. Despite costs and safety being apparently opposing objectives in civil engineering, RDBO seeks to ensure both conditions simultaneously. For that, it is necessary to take into consideration, during the optimization process, not only the geometrical and mechanical restrictions, but also the failure probability that the optimized structure should have. This work presents a RDBO study, considering the buckling and yielding failure modes, in plane trusses formed by tubular bars, having the final structure volume as the objective function (to be minimized), and taking the tubular bars external diameter and thickness as variables to be optimized. The optimization was performed using genetic algorithm (GA) with the assistance of Matlab software. The model has linear constraints (geometric relations between diameter and thickness, to ensure local stability, according to NBR 8800) and nonlinear constraints (stress, displacement, slenderness ratio and reliability index). Isostatic trusses were used in a way to ensure closed-form expressions for the stresses and displacements, and the probabilistic constraint was considered by PMA (Performance Measure Approach) method, with the failure probability being previously defined. The main objective in this work is to verify whether the structures’ failure modes influence in the optimization results, when considered independently and simultaneously. A otimização baseada em confiabilidade (RBDO) permite projetar estruturas cada vez mais leves, com menor custo, sem comprometer sua segurança. Apesar de custo e segurança serem objetivos a princípio discordantes na engenharia civil, a RBDO busca garantir essas condições simultaneamente. Para isso é necessário levar em consideração, durante o processo de otimização, além das restrições geométricas e mecânicas, a probabilidade de falha que a estrutura a ser otimizada deverá possuir. Este trabalho aborda um estudo de RBDO, considerando os modos de falha por flambagem e por escoamento, em treliças planas formadas por barras tubulares, possuindo como função objetivo o volume final da estrutura (a ser minimizado), considerando o diâmetro externo e a espessura das barras tubulares como variáveis a serem otimizadas. A otimização foi realizada a partir de algoritmos genéticos (GA) com o auxílio do software Matlab. O modelo possui restrições lineares (relação geométrica entre diâmetro e espessura, visando garantir estabilidade local, segundo a NBR 8800) e não-lineares (tensão, deslocamento, índice de confiabilidade e índice de esbeltez). Foram utilizadas treliças isostáticas de modo que existam expressões analíticas fechadas para tensões e deslocamentos, e a restrição probabilística foi considerada a partir do método PMA (Performance Measure Approach), com a probabilidade de falha sendo previamente definida. O principal objetivo deste trabalho é verificar qual é a influência dos modos de falha de uma estrutura no resultado da otimização, ou seja, no volume final da estrutura otimizada, quando considerados de forma independente e de forma simultânea.

Submitted by Julia CTC/B (julia.vieira@uerj.br) on 2021-09-27T20:12:56Z No. of bitstreams: 1 Dissertação - Carolina Andrea Sánchez Guerrero - 2020 - Completo.pdf: 7201745 bytes, checksum: b063e4450bfb14dcffdfc02d83436b4c (MD5) Made available in DSpace on 2021-09-27T20:12:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação - Carolina Andrea Sánchez Guerrero - 2020 - Completo.pdf: 7201745 bytes, checksum: b063e4450bfb14dcffdfc02d83436b4c (MD5) Previous issue date: 2020-03-18 This research work aims to investigate the dynamic structural response and human comfort assessment of buildings, when subjected to the nondeterministic wind loads and considering the effect of the masonry infill panels. This way, a 48 m high reinforced concrete building, composed by 16 floors and dimensions of 15.0 m by 14.2 m was investigated. The building numerical modelling adopted the usual mesh refinement techniques present in FEM simulations implemented in the ANSYS [1] program. Three-dimensional finite element models were developed to analyse the building dynamic response, based on two different strategies to consider the masonry infill panes: without the masonry panels and with the masonry infill panels. The conclusions reached in this investigation reveal significant quantitative differences in relation to the assessment of the dynamic structural response of the studied reinforced concrete building (natural frequencies, displacements and maximum accelerations values), when the masonry infill panels were considered, with respect to the numerical modelling of the system. Este trabalho de pesquisa objetiva a investigação da resposta estrutural dinâmica e avaliação do conforto humano de edifícios, quando submetidos à ação não determinística de cargas de vento, considerando-se para tal a influência dos painéis das alvenarias de vedação. Assim sendo, neste estudo foi analisado o modelo estrutural de um edifício de concreto armado com altura de 48 m, composto de 16 pavimentos e dimensões em planta de 15,0 m por 14,2 m. A modelagem numérica do edifício foi realizada via emprego do programa ANSYS [1], utilizando-se técnicas básicas de discretização, através do Método dos Elementos Finitos (MEF). Modelos numéricos tridimensionais foram desenvolvidos para analisar a resposta dinâmica da edificação, com base em duas estratégias distintas: sem e com a utilização dos painéis correspondentes às alvenarias de vedação. As conclusões alcançadas ao longo desta investigação revelam diferenças quantitativas significativas em relação à avaliação da resposta estrutural dinâmica do edifício de concreto armado em estudo (tais como os valores das frequências naturais, deslocamentos e acelerações máximas), a partir da inclusão do efeito dos painéis das alvenarias de vedação na modelagem numérica do sistema.

Submitted by Julia CTC/B (julia.vieira@uerj.br) on 2021-07-16T21:22:29Z No. of bitstreams: 1 Dissertação - Ana Waldila de Queiroz Ramiro Reis - 2019 - Completa.pdf: 4100013 bytes, checksum: c3c1f87a4e69b2082d7c5b0008e0f04a (MD5) Made available in DSpace on 2021-07-16T21:22:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação - Ana Waldila de Queiroz Ramiro Reis - 2019 - Completa.pdf: 4100013 bytes, checksum: c3c1f87a4e69b2082d7c5b0008e0f04a (MD5) Previous issue date: 2019-07-30 Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES The behavior of civil engineering structures under blast loads has been studied quite frequently in the last years and much effort has been made to create idealized blast wave curves and predict the corresponding response of structural and protective elements. The blast phenomenon results in an abrupt overpressure wave followed by an underpressure wave, the last being usually disregarded in most structural analyses. However, recent studies show that this suction phase is of paramount importance since it may lead to substantially higher displacements and stresses. In the case of high-intensity pressure waves, structural elements may experience large displacements, thus requiring second-order effects to be included in the analysis. This work investigates the nonlinear dynamic behavior of thin rectangular plates subjected to explosive charges. The problem was modeled as a nonlinear single degree of freedom system by applying von Karman’s theory for large deflections to simply supported and clamped plate configurations. A uniform pressure load simulates the overpressure and underpressure waves by employing the Friedlander equation and a cubic approximation, respectively. Runge-Kutta method was used to solve the equation of motion for displacement amplitude. Numerical solutions for displacements and stresses were derived for several plate geometry configurations and blast loads, making it possible to measure the influence of the suction pressure and the membrane effect on the plate response. O comportamento de estruturas de engenharia civil submetidas a cargas explosivas tem sido estudado com bastante frequência nos últimos anos e muito esforço está sendo aplicado para idealizar curvas e prever as correspondentes respostas estruturais e dos elementos protetivos. O fenômeno de explosão resulta em uma abrupta onda de sobrepressão seguida por uma onda de sobpressão, sendo esta última normalmente desconsiderada na maioria das análises estruturais. Contudo, recentes estudos alegam que a fase de sucção é primordial, de forma que pode levar a deslocamentos e tensões substancialmente maiores. No caso de ondas de explosão de alta intensidade, elementos estruturais experimentam grandes deslocamentos, de forma que efeitos de segunda ordem devem ser incluídos nas análises. Este trabalho investiga a influência da não linearidade na análise dinâmica de placas submetidas a cargas explosivas. O problema foi modelado considerando um sistema não linear de um grau de liberdade com a aplicação da teoria de von Karman para grandes deflexões, considerando as configurações de apoio simples e engastado. Uma carga de pressão uniforme é simulada para os casos de ondas sobrepressão e sobpressão com a implementação da equação de Friedlander e a aproximação cúbica, respectivamente. O método de Runge-Kutta é usado para solucionar as equações de movimento para deslocamentos. Soluções numéricas para deslocamentos e tensões foram obtidas para placas com variadas configurações geométricas e ondas de explosão, tornando possível mensurar a influência da pressão de sucção e do efeito de membrana na resposta.

Submitted by Boris Flegr (boris@uerj.br) on 2021-01-06T14:45:01Z No. of bitstreams: 1 Fernanda Fernandes Campista.pdf: 8948292 bytes, checksum: 2786bc5f6dfdbec02acc0e7800a05fb1 (MD5) Made available in DSpace on 2021-01-06T14:45:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Fernanda Fernandes Campista.pdf: 8948292 bytes, checksum: 2786bc5f6dfdbec02acc0e7800a05fb1 (MD5) Previous issue date: 2019-06-14 Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior The main objective of this research work is to investigate the dynamic structural response of building floors, when subjected to rhythmic human activities (aerobics), based on experimental tests and numerical modelling. The focus of this investigation is to assess the human comfort of floors, simulating the individuals based on the use of biodynamic systems. This research work considers the effect of the dynamic interaction individuals-structure, based on the use of biodynamic models corresponding to mass-spring-damping systems, with one degree of freedom (SDOF), in order to represent the people s dynamic behaviour. The dynamic characteristics of the biodynamic systems (mass, stiffness and damping) were determined based on experimental tests, and also based on the mathematical resolution of a classical optimization problem using Genetic Algorithms (GA). After that, traditional dynamic loading mathematical models ( force only models) are considered in the dynamic analysis to results comparisons. The analysed structural model is related to a steel-concrete composite floor with dimensions of 40m x 40m and total area of 1600m². The structure represents a typical interior floor of a commercial building used for aerobics. The composite floor is supported by steel columns and is currently submitted to aerobic rhythmic loads. The system is made from composite beams and a 100mm thick concrete slab and the columns height is equal to 4m. The numerical modelling of the structure was performed based on the use of the ANSYS computational program and utilizing the Finite Element Method (FEM) simulations. Thus, the dynamic response of the investigated composite floors was evaluated in terms of RMS of the peak accelerations, RMS and VDV values, based on current human comfort criteria. The results found along this investigation have indicated significant reductions of the peak accelerations values, when the biodynamic systems were considered in comparison with the results provided by the force only models. O principal objetivo deste trabalho de pesquisa é o de avaliar o comportamento estrutural dinâmico de pisos de edificações, quando submetidos a atividades humanas rítmicas (atividades aeróbicas), com base em testes experimentais e modelagem numérica. O foco desta investigação é o de avaliar os níveis de conforto humano de pisos, simulando as pessoas com base no emprego de sistemas biodinâmicos. Este trabalho de pesquisa considera o efeito da interação dinâmica indivíduos-estrutura, a partir do emprego de modelos biodinâmicos, correspondentes a sistemas do tipo massa-mola-amortecedor , com um grau de liberdade (S1GL), de maneira a representar o comportamento dinâmico das pessoas. As características dinâmicas dos sistemas biodinâmicos (massa, rigidez e amortecimento) foram determinadas mediante a realização de testes experimentais; e, também, com base na resolução matemática de um problema clássico de otimização, mediante a utilização de Algoritmos Genéticos (AG). Em seguida, modelos matemáticos tradicionais de carregamento dinâmico (modelos de força dura ) são considerados na análise dinâmica para efeito de comparação de resultados. O modelo estrutural estudado corresponde a um piso misto (aço-concreto) com dimensões de 40m x 40m e uma área total de 1600m². A estrutura representa um andar interior típico de um edifício comercial utilizado para aulas ginástica aeróbica. O piso misto é apoiado por colunas de aço e submetido a cargas rítmicas de ginástica aeróbica. O sistema é composto por vigas mistas e uma laje de concreto com 100mm de espessura, e a altura das colunas é igual a 4m. A modelagem numérica da estrutura foi realizada a partir do uso do programa computacional ANSYS, via emprego do método dos elementos finitos (MEF). Assim sendo, a resposta estrutural dinâmica do piso misto (aço-concreto) investigado foi avaliada em função dos valores das acelerações máximas, RMS e VDV, com base em critérios de conforto humano atuais. Os resultados encontrados ao longo desta investigação indicam reduções quantitativas significativas referentes aos valores das acelerações de pico, quando os sistemas biodinâmicos são considerados na análise, em comparação com os resultados fornecidos pelos modelos matemáticos de força dura .

Submitted by Boris Flegr (boris@uerj.br) on 2021-01-06T19:00:24Z No. of bitstreams: 1 Leandro Rocha Machado de Oliveira.pdf: 4083075 bytes, checksum: 96a88748b1919980244080e09dfea3b4 (MD5) Made available in DSpace on 2021-01-06T19:00:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Leandro Rocha Machado de Oliveira.pdf: 4083075 bytes, checksum: 96a88748b1919980244080e09dfea3b4 (MD5) Previous issue date: 2019-02-25 Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior The growing demand for energy in the world and the growing technological advance of the last decades, in line with the need to obtain energy that minimally impacts the environment, have led to a great development of techniques for the use of energy from renewable sources, such as: winds, tides and the sun. In this context (In this scenario), wind energy has been very promising because it is inexhaustible energy, of low environmental impact. Thus, this research aims to study the static and dynamic non-deterministic structural response of a steel tower to be used as a support for a wind turbine model type MM92 from Repower. Throughout the study, different numerical models were developed, using the ANSYS computational program, based on the usual discretization techniques, by means of the Finite Element Method (FEM), with the purpose of verifying how the different numerical modeling interferes on the structural behavior of the steel tower investigated. The analysis of the non-deterministic dynamic response of the structural model is performed for different wind speeds, bearing in mind a critical evaluation about the maximum values obtained for Von Mises's displacements and voltages. Finally, the results obtained during the research work are evaluated and compared with the limit values recommended by international project norms and recommendations. A demanda crescente por energia no mundo e o avanço tecnológico crescente das últimas décadas, alinhados com a necessidade de se obter uma energia que impacte minimamente no meio ambiente, impulsionaram um grande desenvolvimento de técnicas para a utilização de energias provenientes de fontes renováveis, tais como: ventos, marés e o sol. De acordo com este contexto, a energia eólica tem se mostrado bastante promissora, pois se trata de uma energia inesgotável e de baixo impacto ambiental. Assim sendo, este trabalho de pesquisa objetiva o estudo da resposta estrutural estática e dinâmica não determinística de uma torre de aço para ser utilizada como suporte de uma turbina eólica modelo MM92 da Repower. Ao longo do estudo são desenvolvidos modelos numéricos distintos, através da utilização do programa computacional ANSYS, a partir do emprego de técnicas usuais de discretização, por meio do Método dos Elementos Finitos (MEF), com o intuito de verificar de que maneira as diferentes modelagens numéricas interfere sobre o comportamento estrutural da torre de aço investigada. A análise da resposta dinâmica não determinística do modelo estrutural é realizada para diferentes velocidades de vento, tendo em mente uma avaliação crítica acerca dos valores máximos obtidos para os deslocamentos e tensões de Von Mises. Finalmente, os resultados obtidos ao longo do trabalho de pesquisa são avaliados e comparados com os valores limites recomendados por normas de projeto e recomendações internacionais.

Submitted by Boris Flegr (boris@uerj.br) on 2021-01-06T19:12:12Z No. of bitstreams: 1 Marcos Vinicius dos Santos Issa.pdf: 3764598 bytes, checksum: 148390ba6497b55e451468975dbd34e8 (MD5) Made available in DSpace on 2021-01-06T19:12:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Marcos Vinicius dos Santos Issa.pdf: 3764598 bytes, checksum: 148390ba6497b55e451468975dbd34e8 (MD5) Previous issue date: 2019-02-21 Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro Esta dissertação tem como objetivo avaliar o método de entropia cruzada (CE) em otimização estrutural. Treliças compostas por estruturas tubulares são utilizadas como testes de referência e busca-se minimizar a massa em conformidade com os critérios de integridade estrutural. Os valores ótimos encontrados pelo CE são comparados com outros resultados obtidos por programação quadrática sequencial (SQP) e algoritmo genético (GA). Experimentos numéricos demonstram que o CE oferece uma solução para otimização estrutural em termos de precisão e eficiência. São considerados nessa dissertação quatro modelos estruturais onde os métodos de otimização são usados considerando restrições como tensão de escoamento, flambagem, frequências naturais e deslocamento máximo. Em cada modelo estudado, uma análise de elementos finitos (FEA) é feita para verificar os critérios de integridade estrutural e isto faz parte do problema de otimização, sendo feita quando avalia as restrições, considerando os valores encontrados pelos três métodos de otimização (SQP, GA, CE). Em alguns casos, os valores ótimos encontrados pelo CE são próximos daqueles encontrados pelo SQP, sendo o SQP um método de primeira ordem e o CE é um método de ordem zero. O SQP, utilizando o gradiente (primeira ordem) em seu processo computacional, é mais eficiente (melhores resultados) e mais rápido que o CE, considerando problemas convexos. Ao comparar o CE com outro método de ordem zero, o GA, observa-se que na maioria dos casos, o CE é mais rápido e tem melhores resultados que o GA, tornando o CE bastante interessante para aplicação em otimizaçã estrutural. This dissertation has the objective to evaluate the Cross-entropy method (CE) in structural optimization. Trusses made of tubular structures are used as benchmark tests and it is sought to minimize its mass considering some criteria of structural integrity. The optimal values found by the CE are compared with other results obtained by Sequential quadratic programming (SQP) and Genetic algorithm (GA). Numerical experiments demonstrate that the CE offers a solution for structural optimization in terms of accuracy and eficiency. This dissertation has four structural models where the optimization methods are used considering constraints like yield stress, buckling, natural frequencies, and maximum displacement. For each model, a finite element analysis (FEA) is done to verify the structural integrity criteria which is then used for an optimization problem evaluating the constraints, considering the values found by the three optimization procedures (SQP, GA, CE). In some cases, the optimal values found by the CE are close to those found by the SQP, being SQP a first-order method and CE a zero-order method. The SQP, using the gradient (first-order) in its computational process, is more eficient (better results) and faster than the CE, considering convex problems. When comparing CE with another zero-order method, GA, it is noted that in most cases the CE is faster and has better results than the GA, making the CE quite interesting for application in structural optimization.

Submitted by Boris Flegr (boris@uerj.br) on 2021-01-06T19:03:41Z No. of bitstreams: 1 Carlos Helder Vieira Moreira.pdf: 2316403 bytes, checksum: 26d10dad77477024cdcd0d85f8884097 (MD5) Made available in DSpace on 2021-01-06T19:03:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Carlos Helder Vieira Moreira.pdf: 2316403 bytes, checksum: 26d10dad77477024cdcd0d85f8884097 (MD5) Previous issue date: 2018-03-16 Soil-structure interaction is a subject of high interest and always present in geotechnical and structural engineering problems. This work comprises the analysis of a closed pier structure composed by a retaining wall connected to a piled relieving platform. This paper presents a summary of different quays typologies and all relevant aspects necessary for a structural analysis, including soil-structure interaction. Based on assumed technical parameters (geotechnical and structural), the analysis of the structural global behavior is presented, taking into account the soil-structure interaction. Therefore, three different softwares were used, the results of each one are compared and complemented: PLAXIS (specific software for problems of Geotechnics), PileLat (specific software for analysis of laterally loaded piles) and SAP 2000 (specific software for structures in general). In order to validate the results obtained by the various softwares and compared with analytical calculations, a validation methodology was adopted for a simple model of a pile subject to a horizontal load located at the upper end of 10 kN. The final chapter presents an hypothetical case study, where the influence of soil deformability, displacement of the retaining wall, slab and piles are evaluated by means of PLAXIS and SAP2000 software. In order to characterize the soil nonlinearity on SAP2000 software, "Multilinear Elastic Link" feature was used considering that soil can be characterized as a load-displacement function (P-Y) curve from the output of the PileLat software that provides load-displacement functions at any depth. The analysis allowed to conclude that the best way to analyze soil-structure interaction is to consider soil as a continuous medium. It was also possible to observe that there is a very important 3D component in the case of laterally loaded piles. The soil representation by multilinear elastic link elements characterized by P-Y curves is a satisfactory alternative to soil formulation as a continuous medium. A interação solo-estrutura é um tema de elevado interesse e sempre presente em problemas da engenharia geotécnica e estrutural. Este trabalho trata da análise da estrutura de um cais com paramento fechado e plataforma de alívio composta por uma parede de contenção ancorada a uma laje estaqueada. Este trabalho apresenta um resumo das diferentes tipologias de cais e todos os aspectos relevantes necessários para uma análise estrutural, incluindo a interação solo-estrutura. Com base nos parâmetros técnicos adotados (geotécnicos e estruturais), apresenta-se a análise do comportamento global da estrutura, tendo em consideração a interação solo-estrutura. Para isso, foram utilizados três softwares diferentes, cujos resultados são comparados e complementados: PLAXIS (software específico para problemas de Geotecnia), PileLat (software específico para análise de estacas carregadas lateralmente) e SAP 2000 (software específico para estruturas em geral). De forma a validar os resultados obtidos pelos vários softwares e compara-los com cálculos analíticos, foi adotada uma metodologia de validação de um modelo simples de uma estaca sujeita a uma carga horizontal de 10 kN situada na extremidade superior. Apresenta-se um estudo de caso hipotético, onde se avalia numericamente a influência da deformabilidade do solo e deslocabilidade do conjunto estrutural composto por parede de contenção, laje e estacas por intermédio dos softwares PLAXIS e SAP2000. De forma a caracterizar a não linearidade do solo no software SAP2000, fez-se recurso da função Multilinear Elastic Link em que se pode caracterizar o solo como uma função carga deslocamento (curva P-Y), proveniente do output do software PileLat que fornece funções carga-deslocamento em qualquer profundidade. A análise permitiu concluir que a melhor forma de analisar a interação solo-estrutura é considerando o solo como um meio continuo. Também foi possível observar que existe uma componente 3D muito importante para o caso de estacas carregadas lateralmente. A representação do solo por elementos de mola Multilinear elastic link caracterizados por curvas P-Y apresenta-se como alternativa satisfatória à formulação do solo como meio continuo.

Submitted by Boris Flegr (boris@uerj.br) on 2021-01-06T14:45:14Z No. of bitstreams: 2 Cassio Marques Rodrigues Gaspar_pt1.pdf: 9723301 bytes, checksum: 290bb6eb201e4273508dff17fce4f799 (MD5) Cassio Marques Rodrigues Gaspar_pt2.pdf: 15122476 bytes, checksum: 891cad6f8f7211b64211d5f6da209cc0 (MD5) Made available in DSpace on 2021-01-06T14:45:14Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Cassio Marques Rodrigues Gaspar_pt1.pdf: 9723301 bytes, checksum: 290bb6eb201e4273508dff17fce4f799 (MD5) Cassio Marques Rodrigues Gaspar_pt2.pdf: 15122476 bytes, checksum: 891cad6f8f7211b64211d5f6da209cc0 (MD5) Previous issue date: 2018-02-23 Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro Over the past three decades several researchers have reported a significant incidence of slender and flexible structures having low inherent structural damping. Consequently, these structures are subject to excessive vibration induced by human activities which can cause great discomfort for its users. On the other hand, several authors have investigated the representation of rhythmic human activities by means of mathematical functions (force only models) in order to better evaluate, even at the design stage, the vibration levels in which the structural system is subjected as well as the human comfort occupants. Such mathematical functions have been more or less conservative regarding the final cost of the project. At the same time, recent studies have shown a more realistic way to simulate the contact between the human activity and civil structures, such as buildings floors, walkways and grandstands, through the study of the human-structure interaction, which involves an interdisciplinary approach to the field of biomechanics Therefore, this work investigates experimentally the influence of the structural system flexibility during practice of rhythmic activities (jumps) as well as the effect of the human on the structure. For this, the tests were carried out on two different types of structures in laboratory: rigid surface (laboratory floor) and flexible (vibrating) floor. In addition, three different methods were used to evaluate the experimental signals of the jumps, namely through a force platform, an accelerometer mounted on the human body and instrumented pressure insoles inside the footwear. It is worth mentioning that the human-structure aspect was evaluated considering both a passive (standing/ bent knees) and an active person (jumping) on the vibrating floor. In this sense, the achieved results throughout this work present some alternatives so that the designer engineer can better evaluate the behavior of buildings floors subjected to human rhythmic actions, both in relation to the human comfort and economic factors. Ao longo das últimas três décadas inúmeros pesquisadores têm relatado um aumento significativo de sistemas estruturais esbeltos, flexíveis e com baixo amortecimento estrutural inerente. Consequentemente, estas estruturas estão sujeitas a vibrações excessivas induzidas por atividades humanas, podendo causar grande desconforto aos seus usuários. Por outro lado, diversos autores têm investigado a representação de atividades humanas rítmicas, por intermédio de funções matemáticas (modelos de "força dura"), de forma a melhor verificar, ainda na fase de projeto, o nível de vibrações em que o sistema estrutural está submetido assim como o conforto humano dos ocupantes. Tais funções matemáticas têm se mostrado mais ou menos conservadoras em relação ao custo final do projeto. Paralelamente, estudos recentes têm demonstrado de uma forma mais realística o contato da atividade humana em estruturas civis, tais como pisos de edificações, passarelas e arquibancadas; através da avaliação do efeito da interação ser humano-estrutura, um campo de estudo que envolve grande interdisciplinaridade com a área da biomecânica. Portanto, este trabalho de pesquisa investiga, experimentalmente, a influência da flexibilidade do sistema estrutural durante prática de atividades rítmicas (saltos); e, bem como, o efeito do ser humano sobre a estrutura. Para tal, os ensaios experimentais foram realizados sobre dois tipos de estruturas em laboratório: piso rígido e piso flexível. Além disso, foram avaliados três métodos distintos para obtenção dos sinais experimentais dos saltos humanos rítmicos, nomeadamente, através de uma plataforma de força, acelerômetro acoplado ao corpo e palmilhas instrumentadas dentro do calçado. Cabe ressaltar, também, que a avaliação do efeito da interação ser humano-estrutura foi realizada considerando tanto o efeito de uma pessoa passiva (parada - em pé/joelhos fletidos), assim como em atividade (pulando) sobre o piso flexível. Deste modo, os resultados obtidos com base no desenvolvimento deste trabalho de pesquisa apresentam alternativas eficientes e concretas, de maneira que o engenheiro projetista possa vir a avaliar, de forma mais racional, o comportamento estrutural dinâmico de pisos de edificações submetidos às ações humanas rítmicas em relação ao conforto humano e, ainda, no que diz respeito a questão econômica.

Submitted by Boris Flegr (boris@uerj.br) on 2021-01-06T19:03:39Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao_PGECIV_KeilaSouza_2018.pdf: 6125437 bytes, checksum: 33278de44e99537452bbcf01e9fe69e1 (MD5) Made available in DSpace on 2021-01-06T19:03:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao_PGECIV_KeilaSouza_2018.pdf: 6125437 bytes, checksum: 33278de44e99537452bbcf01e9fe69e1 (MD5) Previous issue date: 2018-02-20 Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro Concrete is widely used in civil construction due to numerous factors such as the knowledge of technology, available manpower, durability, availability of constituent materials and the vast possibility of molding. However, regardless of technologies developed to prolong its useful life, concrete is subject to pathologies that deteriorate its structure and, therefore, maintenance, strengthening and repair have become significant activities for the construction industry. The interface and adhesion between the substrate and the repair material are critical and important aspects in the repair performance and success. Therefore, the present work studies numerically the structural repair of reinforced concrete beams with cementitious and polymeric mortars using the Finite Element Method, applying the Abaqus software and comparing it with previously developed experimental tests. The beams were repaired in the compressed and tensioned zones. In the numerical model, the concrete damage plasticity model was used and studies were carried out on the influence of the finite element mesh and the concrete constitutive laws. Likewise, the performance of the contact used to allow the transfer of stresses and the bond between concrete substrate and mortars repair were evaluated. It was seen that reference beams numerical models results were able to reproduce the results found in the experimental tests in terms of load and cracking properly, finding constitutive laws that best presented the behavior of the concrete. The repaired beams numerical models exhibited excellent behavior regarding the ultimate load when compared to experimental ones, but showed differences in service limite state, which may be related to a better definition of characteristics of repair materials. In relation to the cracks' distribution, as one of evaluation parameters of adhesion, the results failed to propagate through the interface repair material - concrete substrate, which was experimentally verified through the adhesion cracking. O concreto é amplamente utilizado na construção devido a inúmeros fatores como o domínio da técnica, a mão de obra disponível, a durabilidade, a extensa disponibilidade dos materiais constituintes e a vasta possibilidade de moldagem. Todavia, mesmo com as tecnologias que foram desenvolvidas ao longo do tempo para prolongar sua vida útil, o concreto está sujeito a patologias que deterioram a sua estrutura e, por isso, a manutenção, o reforço e a reparação tornaram-se atividades significativamente essenciais para o setor da construção civil. A interface e a aderência entre o substrato e o material de reparação são aspectos críticos e de substancial importância no desempenho e sucesso do reparo. Posto isto, o presente trabalho tem como objetivo estudar numericamente a reparação estrutural de vigas de concreto armado utilizando argamassas cimentícias e poliméricas através do Método dos Elementos Finitos, por meio do software Abaqus, e comparar com ensaios experimentais anteriormente realizados. As vigas foram reparadas nas zonas comprimidas e tracionadas. Na modelagem, utilizou-se o modelo de dano com plasticidade do concreto e, para avaliar a capacidade portante das vigas, foram realizados estudos da influência da malha de elementos finitos e das leis constitutivas do concreto. Assim como, avaliou-se o desempenho do contato utilizado para permitir a transferência de esforços e a ligação entre o substrato do concreto e as argamassas utilizadas na reparação. Foi possível observar que os resultados gerados pela modelagem numérica das vigas de referência conseguiram reproduzir os resultados encontrados nos ensaios experimentais em termos de carga e fissuração adequadamente, encontrando as leis constitutivas que melhor apresentaram o comportamento do concreto. Os modelos numéricos referentes as vigas reparadas exibiram excelente comportamento quanto à carga última quando comparadas com as experimentais, porém apresentaram divergências para cargas em serviço, o que pode estar relacionado à melhor definição das características dos materiais de reparação. Em relação à distribuição das fissuras, utilizadas como um dos parâmetros de avaliação da aderência modelada, os resultados apresentaram falha na sua propagação pela interface material de reparo substrato de concreto, o que experimentalmente foi verificado através da fissuração de aderência.

Submitted by Boris Flegr (boris@uerj.br) on 2021-01-06T19:03:15Z No. of bitstreams: 1 Deyvson Souza Rocha.pdf: 2846029 bytes, checksum: 8d0738759a7a769db0ec2e4b76685cbd (MD5) Made available in DSpace on 2021-01-06T19:03:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Deyvson Souza Rocha.pdf: 2846029 bytes, checksum: 8d0738759a7a769db0ec2e4b76685cbd (MD5) Previous issue date: 2017-09-29 This research aims to study the dynamic response of reinforced concrete floors about optics of human comfort. The structural model investigated consists of a reinforced concrete floor destined to a gymnasium and submitted to the practice of aerobic activity. The proposed analysis methodology adopted the usual mesh refinement techniques present in the finite element method (FEM) simulations implemented in the ANSYS program. The theoretical modeling of the dynamic loading was carried out according to several authors and design guides, being the loading arranged in several squares on a structure and with the purpose of analyze the effect of the position of the load in the dynamic response. For the evaluation of the results, the accelerations were obtained in three ways: in peak values, in root mean square value (RMS) and in vibration dose value (VDV). The values of the accelerations found were then compared and confronted with the limits proposed by normative recommendations and by several authors. The results showed that the recommended limits were exceeded in some situations, showing that human rhythmic activities can cause harm to the human comfort of the users, however, comfort limits can be acceptable if the positioning of the load in the structure is changed. Este trabalho de pesquisa objetiva o estudo da resposta dinâmica de pisos de concreto armado, sob o ponto de vista do conforto humano. O modelo estrutural investigado consiste em um piso de concreto armado destinado a uma academia de ginástica e submetido a prática de atividade aeróbica. São empregadas técnicas usuais de discretização, via método dos elementos finitos (MEF), por meio do programa ANSYS. A modelagem teórica do carregamento dinâmico foi realizada de acordo com diversos autores e guias de projeto, sendo o carregamento disposto em variadas posições sobre a estrutura a fim de analisar o efeito da posição do carregamento na resposta dinâmica. Para a avaliação dos resultados, as acelerações foram obtidas de três formas: em valores de pico, em valor quadrático médio (RMS) e em valor de dose de vibração (VDV). Os valores das acelerações encontradas foram então comparados e confrontados com os limites propostos por recomendações normativas e por diversos autores. Os resultados obtidos mostraram que os limites recomendados foram ultrapassados em algumas situações, mostrando que as atividades humanas rítmicas podem ocasionar prejuízo ao conforto humano dos usuários, porém os limites de conforto podem ser atendidos se for alterado o posicionamento do carregamento na estrutura.

Submitted by Boris Flegr (boris@uerj.br) on 2021-01-06T19:00:12Z No. of bitstreams: 1 Karina Mota Rocha.pdf: 6418007 bytes, checksum: edcd7c6672067629a912ddd2244b4e7f (MD5) Made available in DSpace on 2021-01-06T19:00:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Karina Mota Rocha.pdf: 6418007 bytes, checksum: edcd7c6672067629a912ddd2244b4e7f (MD5) Previous issue date: 2017-08-14 Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior Height limitations are frequently imposed on multi-floor constructions for numerous reasons, such as urban zoning regulations, economic aspects and others. An excellent solution to circumvent these limitations is the use of beams with web openings, which allow service ducts to pass through without the need to increase the ceiling s total depth. They are also less sensitive to deformations and more resistant to bending. However, when subjected to concentrated loading, these beams can present high stress gradients, which may indicate that they are susceptible to failure. In this way, it becomes clear that these holes do not present an optimum topology, and this removal of material that creates web openings can be looked at from a topology optimization point of view. Thus, this work aims to find a new shape for the web holes of perforated beams using the ABAQUS software optimization module. A comparative study of the results obtained from the structural point of view is carried out in terms of stresses and critical loads. These analyses are performed for cellular (circular openings) and optimized beams with the same volume (weight); the only difference between them is the distribution and shape of the holes along the web. The results obtained showed a good structural behavior of the optimized beams when compared to the cellular one, in terms of strength and stiffness. Finally, an alternative model was proposed based on the one obtained by the optimization procedure; this model also presented a better performance in comparison to the cellular beam. O uso eficiente de materiais é um tema extremamente importante atualmente. Desta forma, a busca por estruturas ótimas tem se expandido rapidamente ao longo do tempo, isso ocorre, pois este tipo de estrutura possui um melhor desempenho e por isso são capazes de gerar economia de material. Menos sensíveis a deformações e mais resistentes a flexão, as vigas perfuradas são também mais leves do que um perfil I com a alma cheia de mesma seção transversal. Entretanto, quando submetidas a carregamentos, as vigas celulares sofrem com a ocorrência de altos gradientes de tensão. O que pode indicar que estas vigas são suscetíveis à falha. Desta forma, torna-se perceptível que estes furos não apresentam uma topologia ótima, sendo assim essa remoção de material criando furos nas almas das vigas perfuradas pode ser analisada do ponto de vista da otimização topológica. Assim, este trabalho tem como objetivo encontrar uma nova forma para os furos da alma de vigas perfuradas através do módulo de otimização do programa ABAQUS. Após isso, é feita uma análise comparativa dos resultados obtidos do ponto de vista estrutural, a fim de avaliar os resultados das análises não lineares e de carga crítica para as vigas, celulares e otimizadas, ambas com o mesmo volume, tendo apenas como diferença entre si a distribuição e o formato dos furos ao longo da alma da viga. Os resultados obtidos mostraram o bom comportamento estrutural das vigas otimizadas quando comparadas a viga celular, no que tange a sua resistência e rigidez. Além disso, foi proposto um modelo aproximado a viga otimizada que apresentou um melhor desempenho, modelo este que também apresentou um bom comportamento quando comparado a viga celular.

Submitted by Boris Flegr (boris@uerj.br) on 2021-01-06T19:03:27Z No. of bitstreams: 1 Rodrigo Cesar Oliveira Drummond.pdf: 10500380 bytes, checksum: ade8d1223d8af0598290faa9b0465919 (MD5) Made available in DSpace on 2021-01-06T19:03:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rodrigo Cesar Oliveira Drummond.pdf: 10500380 bytes, checksum: ade8d1223d8af0598290faa9b0465919 (MD5) Previous issue date: 2017-07-24 Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro Significant technological advances in materials and building processes systems have provided a substantial growth of the architectural designs, resulting in increasingly tall and slender structural building systems. This architectural style has led the structural design of these buildings to structural solutions composed of more flexible systems and, consequently, these buildings have presented values of low natural frequencies, becoming more susceptible to excessive vibrations problems. Therefore, this research work aims to investigate the dynamic structural response and subsequent evaluation of the human comfort of buildings, when subjected to the non-deterministic action of wind loads, based on the consideration of the soil-structure interaction effect and also the contribution of the effect of the masonry of the models. In this context, the dynamic structural response of a reinforced concrete building, composed by 22 floors, with a height of 63.8 m was investigated. The results obtained from the numerical analyses, in terms of maximum displacement values and peak accelerations, can be compared to the limit values established by technical codes and international design recommendations in order to critically evaluate the levels of human comfort of the studied building, considering current design situations. Os significativos avanços tecnológicos das ciências dos materiais e dos sistemas e processos construtivos tem proporcionado um crescimento significativo de projetos arquitetônicos arrojados e com isto acarretando em sistemas estruturais de edifícios cada vez mais altos e esbeltos. Este estilo arquitetônico têm conduzido o projeto estrutural dessas edificações a soluções compostas por sistemas mais flexíveis e, desta forma, estes edifícios têm apresentado baixos valores de frequências naturais, tornando-se mais suscetíveis aos problemas de vibrações excessivas. Assim sendo, este trabalho de pesquisa objetiva a investigação da resposta estrutural dinâmica e posterior avaliação do conforto humano de edifícios, quando submetidos à ação não determinística das cargas de vento, com base na consideração do efeito proveniente da interação solo-estrutura e da contribuição das alvenarias dos modelos. Deste modo, investiga-se a resposta estrutural dinâmica de um edifício de concreto armado composto por 22 pavimentos e apresentando uma altura total de 63,8 m. Os resultados obtidos ao longo das análises numéricas realizadas, em termos dos valores dos deslocamentos máximos e das acelerações de pico, são comparados com os valores limites estabelecidos por normas técnicas e recomendações internacionais de projeto, de modo a avaliar de forma crítica os níveis de conforto humano do edifício em estudo, no que tange a situações da prática corrente de projeto.

Submitted by Boris Flegr (boris@uerj.br) on 2021-01-06T19:13:45Z No. of bitstreams: 1 Fernando Goncalves Mendonca.pdf: 1851449 bytes, checksum: ff36dd1f2091de131fd4d1a4068e49a4 (MD5) Made available in DSpace on 2021-01-06T19:13:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Fernando Goncalves Mendonca.pdf: 1851449 bytes, checksum: ff36dd1f2091de131fd4d1a4068e49a4 (MD5) Previous issue date: 2017-07-18 Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior Increasing energy consumption with the fast progressing natural environment degradation has been causing worldwide concern about renewable energy scientific research. In this context, wind energy is a good option and its use has been growing over the years. Wind turbines have been made larger, aiming for improvement in power generation. In accordance with the advance in size of turbines, tower optimization becomes more important, as towers account for 20 30% of turbine cost. This work aims to minimize the total volume of a REpower MM92 tower. In this paper a structural optimization technique is developed, using Genetic Algorithm (GA) by integrating ANSYS and MATLAB. During the process, the finite element analysis of ANSYS is responsible for the static and modal analysis, while MATLAB is responsible for the search algorithm. The volume of the tower is optimized under constraints of stress, displacement and natural frequency. The results obtained show a 30% reduction of the tower volume. Com o aumento do consumo de energia e com a progressiva degradação do meio ambiente, evidencia-se a necessidade de investimentos em pesquisas que busquem aprimorar fontes de energia renovável. A utilização da energia eólica como fonte alternativa é vista como uma ótima opção e vem aumentando gradativamente em diversos países. O Brasil se encontra em uma posição de destaque no cenário mundial de produção de energia eólica. Os geradores eólicos, com o intuito de aumentar a produção de energia, vêm se tornando maiores. Como as torres representam uma parcela significativa do custo total de um complexo eólico, a otimização das mesmas se torna cada vez mais importante. Este trabalho tem como objetivo a otimização estrutural de uma torre eólica modelo MM92 da REpower, buscando minimizar o volume total da torre. Neste trabalho é implementada uma técnica de otimização, com base no Algoritmo Genético (AG), através da interface entre os softwares ANSYS e MATLAB. As análises por elementos finitos realizadas pelo ANSYS - estática e modal - são integradas ao algoritmo executado pelo MATLAB. O volume é otimizado a partir das espessuras da parede da torre, e são respeitadas as restrições relativas ao comportamento estrutural: tensão máxima, deslocamento máximo e frequência natural. Os resultados obtidos mostram que através do AG foi possível ter uma redução do volume da torre em 30%, atendendo a todas as recomendações de projeto.

Submitted by Boris Flegr (boris@uerj.br) on 2021-01-06T14:45:07Z No. of bitstreams: 1 Miguel Henrique de Oliveira Costa.pdf: 11999054 bytes, checksum: 73f598a972e1a1349672e5ea1327ea34 (MD5) Made available in DSpace on 2021-01-06T14:45:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Miguel Henrique de Oliveira Costa.pdf: 11999054 bytes, checksum: 73f598a972e1a1349672e5ea1327ea34 (MD5) Previous issue date: 2017-03-17 The main objective of this research work is related to the conception, structural design and theoretical-experimental modelling of three-dimensional lattice structural systems used for steel, reinforced concrete and steel-concrete structures shoring. Throughout the study, a critical evaluation is carried out accompanied by detailed discussions about the experimental test results performed on three structural models of lattice space frames. The investigated models present a span of 10 meters with transversal spacing between the trusses of 1.5 meters. Throughout the study are also carried out experimental tests of the isolated components and main systems structural connections. The structures are submitted to a reaction slab's loadings and are monitored with all necessary logistics and equipment to obtain the structural response and evaluation of the global structural behavior of the system. Therefore, based on the obtained experimental structural response of the models (vertical and lateral translational displacements, collapse loads and ruin modes behavior), it becomes possible to evaluate more clearly the investigated systems efficiency, propose reinforcements on the structural set, in addition to corroborating and calibrating new structural models, expanding the knowledge about the structural behavior of this type of structure and making the system safer for the design practice. O objetivo central deste trabalho de pesquisa, diz respeito a concepção, projeto estrutural e modelagem teórico-experimental de sistemas treliçados espaciais utilizados para o escoramento de estruturas de aço, concreto armado e mistas (açoconcreto). Ao longo do estudo, realiza-se uma avaliação crítica acompanhada de discussões detalhadas acerca dos resultados dos ensaios experimentais realizados sobre três modelos estruturais de pórticos treliçados espaciais. Os modelos investigados apresentam vão livre de 10 metros com espaçamento transversal entre as linhas de treliças de 1,5 metros. Ao longo do estudo são realizados também ensaios experimentais dos componentes isolados e ligações estruturais do sistema principal. As estruturas são submetidas a carregamentos provenientes de uma laje de reação e monitorados com toda a logística de equipamentos necessários para a obtenção da resposta e avaliação do comportamento estrutural global do sistema. Assim sendo, com base na obtenção da resposta estrutural experimental dos modelos (deslocamentos translacionais verticais e laterais dos conjuntos de treliças, cargas de colapso e comportamento dos modos de ruína), torna-se possível avaliar com mais clareza a eficiência do sistema investigado, propor reforços no conjunto estrutural, além de corroborar e calibrar novos modelos, ampliando o conhecimento a respeito do comportamento estrutural deste tipo de estrutura, tornando-o mais seguro para o meio operacional.

Submitted by Boris Flegr (boris@uerj.br) on 2021-01-06T19:03:00Z No. of bitstreams: 1 Douglas Martins Cavalcanti Rodrigues.pdf: 4560006 bytes, checksum: fb709c060edbaae2c8ff1d7946b7d8fc (MD5) Made available in DSpace on 2021-01-06T19:03:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Douglas Martins Cavalcanti Rodrigues.pdf: 4560006 bytes, checksum: fb709c060edbaae2c8ff1d7946b7d8fc (MD5) Previous issue date: 2016-12-22 This paper presents the comparative analysis between two numerical models of a same structural system of foundation in reinforced concrete, differing from each other only in the discretization of its support points (piles). The structural system under study consists in a foundation with dimensions, in plan, equals to 15m x 12m, required to support a motor-compressor assembly with weight around 190 tonf, positioned 4m above a reference level. For numerical modeling of this structural system are used usual discretization techniques, by finite element methods (FEM), with software CSi SAP2000 v.14.0.0. Based on the developed methodology of analysis, the dynamic response is evaluated, in terms of natural frequencies, displacements and velocities. The maximum obtained values are compared with the recommended limit values of standards and project, objectifying a detailed evaluation, with respect to the structure performance related to excessive vibrations and concerned to economic issues involved on the conception of foundation system. Finally, the obtained results of the two models are compared, in order to evaluate if there are benefits in refining the support points modeling. Este trabalho tem por objetivo principal a análise comparativa entre dois modelos numéricos de um mesmo sistema estrutural de fundações em concreto armado, diferindo entre si apenas na discretização de seus pontos de apoio (estacas). O sistema estrutural em estudo tem como base uma fundação com dimensões aproximadas, em planta, de 15m x 12m, necessária para suportar um conjunto compressor-motor de cerca de 190 toneladas, posicionado a 4m de um piso de referência. Para a modelagem numérica do sistema estrutural são empregadas técnicas usuais de discretização, via método dos elementos finitos (MEF), por meio do software CSi SAP2000 V.14.0.0. Com base na metodologia de análise desenvolvida, a resposta estrutural dinâmica do sistema de fundações em concreto armado é devidamente avaliada, em termos dos valores das frequências naturais, deslocamentos e velocidades. Os valores máximos da resposta dinâmica do sistema são comparados com os valores limites recomendados por normas e recomendações de projeto, objetivando uma avaliação criteriosa, no que tange ao desempenho da estrutura em termos de vibrações excessivas e no que tange aos aspectos econômicos envolvidos na concepção do sistema de fundações. Finalmente, são comparados os resultados obtidos entre os dois modelos, de modo a avaliar se há ou não benefícios de se refinar a modelagem dos pontos de apoio.

Submitted by Boris Flegr (boris@uerj.br) on 2021-01-06T19:00:00Z No. of bitstreams: 1 Fernanda Thalissa da Silva Carneiro.pdf: 7377666 bytes, checksum: db1745cc54b24a38816aebcac09a5409 (MD5) Made available in DSpace on 2021-01-06T19:00:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Fernanda Thalissa da Silva Carneiro.pdf: 7377666 bytes, checksum: db1745cc54b24a38816aebcac09a5409 (MD5) Previous issue date: 2016-09-26 Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior This thesis gathered steel pile driving records with elements fabricated by Açominas. The soil profile is predominantly sandy. The piling records from the database were analyzed by quite different tools. The Danish dynamic formula is commonly used specially for controlling the foundation uniformity, according to the Brazilian standards. In spite of its simplicity, the Danish formula has provided very similar results to more elaborate wave equation analyses. Furthermore, while the wave equation considers the transmission of one dimensional longitudinal waves through piles, the actual phenomenon of pile driving into the soil mass is a three-dimensional problem. In fact, soil damping arises mainly by radiation or geometrical effect, dissipating the impact energy mainly through the soil mass. In order to consider in the analysis, the effect of residual stresses, not included directly in the Danish formula, the available database allowed the retro-analysis of pile deriving and its comparison by means of the three different calculation tools. Despite all the uncertainties inherent in some variables, as the efficiency of the driving equipment, soil damping and the loading function considered to reproduce the hammer impact as a necessary input for the FEM analyses, a comparison between the soil resistance during driving obtained through these three calculation tools has provided satisfactory results. The results indicated that notwithstanding the simplicity of the Danish formula, it was able to provide comparable results with much more refined methods. The difficulties inherent in a better representation of the soil as a necessary input to the wave equation and the 2D Plaxis FEM program, bring greater challenges in interpreting the results. The results from 2D Plaxis FEM program, in particular, shows the occurrence of residual stresses along the pile shaft and at pile toe. However, although most results of residual loads in pile shaft attained satisfactory results, some are not simple to explain. More advanced and detailed research need to be proceeded in order to better investigate and clarify some relevant behavior by means of instrumentation throughout the whole pile shaft since the beginning of the pile driving. A presente dissertação reuniu registros de cravação de uma obra com perfis metálicos tipo Açominas cravados em solo predominantemente arenoso. Os registros de cravação que compõem o banco de dados foram analisados por ferramentas bastante distintas. A fórmula dinâmica dos dinamarqueses, em despeito de sua simplicidade e de sua indicação, na norma brasileira, apenas em caráter de verificação da uniformidade do estaqueamento executado, tem fornecido resultados muito próximos a análises mais elaboradas pela equação da onda. Por outro lado, enquanto a equação da onda trata da transmissão de ondas longitudinais na estaca, numa simulação uni-dimensional, a cravação de uma estaca no maciço é um problema tri-dimensional, uma vez que o amortecimento do solo surge, principalmente, pelo efeito de radiação, ou geométrico, dissipando uma grande parte da energia através do maciço. De forma a contemplar a análise das tensões residuais, não contemplada na fórmula dos dinamarqueses, o banco de dados disponível permitiu a retro-análise e a comparação destas três ferramentas de cálculo distintas. Apesar de todas as incertezas inerentes à eficiência do sistema de cravação, amortecimento do solo, função definidora do carregamento transiente resultante do golpe na cabeça da estaca, etc., foi possível se proceder à comparação entre os valores da resistência oferecida pelo solo durante a cravação, através destas três ferramentas de cálculo. Os resultados indicaram que apesar de simples, a fórmula dos dinamarqueses fornece valores comparáveis aos métodos mais refinados. As dificuldades inerentes à melhor representação do solo, nos métodos da equação da onde e no programa em elementos finitos, PLAXIS 2D, trazem maiores desafios de interpretação dos resultados. O PLAXIS 2D, em particular, embora revele a presença das tensões residuais, forneceu resultados de tensões ao longo do elemento, em algumas estacas, que necessitam ser melhor esclarecidos, em pesquisa mais detalhada, com estacas que contemplem instrumentação ao longo de todo o seu comprimento.

Submitted by Boris Flegr (boris@uerj.br) on 2021-01-06T19:03:17Z No. of bitstreams: 3 Marcelle Brandao de Carvalhopt1.pdf: 8472186 bytes, checksum: 32f1840bf1525467d93ddaa85235e56d (MD5) Marcelle Brandao de Carvalhopt2.pdf: 8026388 bytes, checksum: 608068728904376d81f08119c695d811 (MD5) Marcelle Brandao de Carvalhopt3.pdf: 8384009 bytes, checksum: 34e785d9e1fabaa62202787174f2448f (MD5) Made available in DSpace on 2021-01-06T19:03:17Z (GMT). No. of bitstreams: 3 Marcelle Brandao de Carvalhopt1.pdf: 8472186 bytes, checksum: 32f1840bf1525467d93ddaa85235e56d (MD5) Marcelle Brandao de Carvalhopt2.pdf: 8026388 bytes, checksum: 608068728904376d81f08119c695d811 (MD5) Marcelle Brandao de Carvalhopt3.pdf: 8384009 bytes, checksum: 34e785d9e1fabaa62202787174f2448f (MD5) Previous issue date: 2016-09-05 Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior Urban buildings may be exposed to different types of dynamic excitations, such as those acting directly on the structure, or those produced by external sources away from the building, whose vibration is transmitted to the foundations by waves propagating through the soil. The first type of excitation is generally well understood in the field of structural dynamics, as opposed to the dynamic response of buildings where the vibratory source on the soil is away from the building. In this case, the building response is usually analyzed under the simplified assumption of building under base motion. Short term transient loading and steady state loading are the most common sources of waves to produce undesired vibrations in urban buildings supported by either shallow or deep foundations. In this Dissertation, the transient vibratory response of a piled building on a thick deposit of soft clay, in the City of Rio de Janeiro, is investigated by dynamic 2D finite element analysis, to model the propagation of small amplitude shear, compression and surface waves generated by traffic loading. This is a real case of monitored excessive vibrations, where residents complained about the dynamic discomfort. The building foundations on steel piles as well as the structure itself showed to be highly susceptible to vibrations induced by heavy adjacent urban traffic. The modeled results of acceleration at the top of the building is compared to the actual monitored accelerations, with a satisfactory match. As edificações urbanas podem estar expostas a diferentes tipos de excitações dinâmicas, tais como as que atuam diretamente sobre a estrutura, ou aquelas produzidas por fontes externas, distantes do edifício, cuja vibração é transmitida às fundações por ondas propagadas através do solo. O primeiro tipo de excitação é geralmente bem compreendido na área da dinâmica estrutural, ao contrário da resposta dinâmica dos edifícios quando a fonte de vibração sobre o solo se encontra afastada da estrutura. Neste caso, a resposta do edifício é geralmente analisada sob uma hipótese simplificada de movimento de base. Carregamentos transientes de curta duração e carregamentos em estado estacionário, são as fontes mais comuns de ondas que produzem vibrações indesejadas em edifícios urbanos sob fundações rasas ou profundas. Nesta dissertação, a resposta vibratória transiente de um edifício sobre espessa camada de argila mole, localizado na cidade do Rio de Janeiro, é investigada pela análise dinâmica 2D em elementos finitos, modelando a propagação de pequenas amplitudes de ondas de cisalhamento, compressão e ondas de superfície geradas pelo tráfego de veículos. Este é um caso real de vibrações excessivas, que foram monitoradas a partir de queixas de desconforto dinâmico por parte dos moradores. As fundações do edifício sobre estacas metálicas, bem como a estrutura em si mostraram-se altamente suscetíveis a vibrações induzidas por tráfego de veículos pesados próximo ao local. Os resultados, em termos de aceleração no topo do edifício, foram confrontados com a instrumentação, apresentando boa comparação.

Submitted by Boris Flegr (boris@uerj.br) on 2021-01-06T14:45:10Z No. of bitstreams: 1 Rafael Rangel Barboza.pdf: 5131967 bytes, checksum: ef7b5ca12af0ac83585037fab95894dd (MD5) Made available in DSpace on 2021-01-06T14:45:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rafael Rangel Barboza.pdf: 5131967 bytes, checksum: ef7b5ca12af0ac83585037fab95894dd (MD5) Previous issue date: 2016-08-26 Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro Based on a favourable economic scenario combined with a significative technological advance in science materials and also construction processes, it must be emphasized that the Brazilian cities have shown substantial growth, regarding the construction of tall and slender buildings. This architectural trend has conducted the design of these buildings to solutions composed by very flexible structural systems, resulting in slender buildings with very low natural frequencies values and therefore more susceptible to problems of excessive vibrations, undesirable crack openings and even discomfort to the occupants. This way, having in mind the slenderness levels presented more recently, these buildings need to have their structural dynamic behaviour investigated, in order to ensure the human comfort. Thus, the aim of this research work is to investigate the dynamic behaviour, evaluates the human comfort and also study the structural control strategies aiming to reduce the excessive vibrations of tall buildings when subjected to the non-deterministic action of the wind, based on the consideration of the soil-structure interaction effect. In this study two structural models are investigated: the first one is related to a forty two-storey reinforced concrete building with 123,9 m high and the second model corresponds to a forty eight-storey steel-concrete composite building with 172,8 m, The results obtained along the numerical analysis performed on the investigated structural models, in terms of the displacements and accelerations values, are compared with the limits proposed by technical guides and design recommendations, aiming to evaluate the human comfort levels of the analysed buildings with and without the use of vibration control systems (passive damper systems), regarding to the situations of the design practice. Considerando-se um cenário econômico favorável, combinado com avanços tecnológicos significativos da ciência dos materiais e, bem como, dos processos construtivos, convém ressaltar que as grandes cidades brasileiras têm apresentado um crescimento substancial, no que diz respeito à construção de edifícios altos e esbeltos. Esta tendência arquitetônica tem conduzido o projeto dessas edificações a soluções compostas por sistemas estruturais mais flexíveis, e, desta maneira, resultando em edifícios esbeltos e com valores de frequências naturais muito baixas, consequentemente, mais suscetíveis aos problemas de vibrações excessivas, abertura de fissuras indesejáveis e até mesmo desconforto dos ocupantes. Assim sendo, tendo em mente os níveis de esbeltez apresentados mais recentemente, estes edifícios necessitam ter o seu comportamento estrutural dinâmico investigado apropriadamente, de maneira a garantir o conforto humano dos usuários. Deste modo, este trabalho de pesquisa objetiva a investigação do comportamento dinâmico, avaliação do conforto humano e, ainda, o estudo de estratégias para o controle de vibrações excessivas de edifícios altos, quando submetidos à ação não determinística do vento, com base na consideração do efeito proveniente da interação solo-estrutura. Ao longo deste estudo são investigados dois modelos estruturais: o primeiro edifício é de concreto armado, com 42 pavimentos e altura total de 123,9 m, e o outro modelo corresponde a um edifício misto (aço-concreto), com 48 pavimentos e altura total de 172,8 m. Os resultados obtidos ao longo das análises numéricas realizadas sobre as edificações em estudo, em termos dos valores dos deslocamentos e acelerações de pico, são comparados com os valores limites estabelecidos por normas técnicas e recomendações de projeto, de modo a avaliar de forma crítica os níveis de conforto humano dos edifícios com e sem o emprego de sistemas de controle de vibrações (sistemas de atenuadores passivos), no que tange a situações da prática corrente de projeto.