Modelagem do comportamento estrutural estático e dinâmico de lajes nervuradas de concreto armado.

Diversos pesquisadores têm estudado o comportamento e o emprego de lajes nervuradas de concreto armado em sistemas estruturais na engenharia civil que demonstrem viabilidade sob o ponto de vista técnico e econômico. Por esta razão, inúmeros trabalhos têm sido publicados nos últimos anos respaldados por testes experimentais e análises numéricas. Neste contexto, diversos tipos de sistemas estruturais de lajes nervuradas têm sido desenvolvidos. Assim sendo, o objetivo desta investigação é o de contribuir, no que tange ao estudo do comportamento estrutural estático e dinâmico de lajes nervuradas de concreto armado, tendo em mente o emprego destas em sistemas estruturais na engenharia civil. Este trabalho de pesquisa objetiva também o estudo da resposta dinâmica de lajes nervuradas de concreto armado, sob o ponto de vista de conforto humano, especialmente quando essas estruturas encontram-se submetidas a atividades humanas rítmicas. A definição das ações dinâmicas atuantes sobre os modelos estruturais foi feita com base em resultados experimentais, que consideram grupos de indivíduos desenvolvendo atividades rítmicas correspondentes à ginástica aeróbica (atividade sincronizada). São empregadas técnicas usuais de discretização, via método dos elementos finitos (MEF), por meio do programa de elementos finitos ANSYS. No presente modelo computacional, as vigas de bordo, nervuras e a laje de concreto armado são simuladas por elementos finitos de casca. Os resultados obtidos ao longo do estudo, em termos das acelerações de pico, são confrontados e comparados com os limites propostos por normas de projeto, sob o ponto de vista do conforto humano. Com base na análise dinâmica das lajes nervuradas investigadas foi possível verificar que as atividades humanas rítmicas podem vir a gerar valores de acelerações de pico elevados e que violam os critérios de conforto humano. Deste modo, foi observado que, as acelerações nos modelos estudados, podem atingir níveis elevados de vibração que comprometem o conforto dos usuários.

Análise da resposta dinâmica experimental de uma passarela tubular mista, aço-concreto, submetida ao caminhar humano.

Este trabalho de pesquisa apresenta como objetivo principal o desenvolvimento de investigação experimental dinâmica sobre estrutura real de uma passarela tubular mista aço-concreto. O sistema estrutural objeto deste trabalho corresponde a uma passarela composta por três vãos (32,5m, 17,5m e 20,0m, respectivamente) e dois balanços (7,50m e 5,0m, respectivamente), com comprimento total de 82,5m. A passarela com estrutura contínua de aço com as ligações soldadas se apoia em quatro pórticos também de aço. Estruturalmente está constituída por duas treliças planas que se interligam através de contraventamentos horizontais fixados na corda superior e inferior da treliça e lajes de concreto, formando um sistema misto com interação completa. A estrutura está submetida correntemente à travessia de pedestres e ciclistas. Testes experimentais foram realizados sobre o sistema estrutural e confrontados com resultados numéricos. Para a modelagem numérica do sistema são empregadas técnicas usuais de discretização, via método dos elementos finitos (MEF), por meio do programa ANSYS. Os resultados experimentais são analisados de acordo com a metodologia desenvolvida, sendo realizada análise modal experimental para a determinação das propriedades dinâmicas: freqüências, modos e taxa de amortecimento, enquanto que os resultados da estrutura, em termos de aceleração de pico, são comparados com os valores limites propostos por diversos autores, normas e recomendações de projeto, para uma avaliação do desempenho da estrutura em relação a vibração quando solicitada pelo caminhar dos pedestres no que diz respeito a critério para conforto humano.

Verificação experimental da largura colaborante em mesas de lajes nervuradas.

Este trabalho apresenta um estudo experimental para determinação da largura colaborante em mesas de lajes nervuradas de concreto armado. Esta largura é definida comumente utilizando-se as recomendações contidas nas diversas normas e procedimentos já consagrados de estruturas de concreto armado. Visando a determinação da largura da mesa que efetivamente contribui na capacidade resistente da seção de lajes nervuradas, foram instrumentados e ensaiados modelos que buscaram reproduzir faixas de nervuras e painéis de laje. As faixas possuíam dimensões reais de duas nervuras principais, enquanto as lajes reproduziam painéis em escala reduzida (1:2). Em parte dos modelos, foram inseridos extensômetros de resistência elétrica nas armaduras e no concreto, além de transdutores para verificação das flechas. Foram calculadas as larguras a partir das curvas de tensões e flechas verificadas experimentalmente. Verificou-se, também, a influência da presença de tubulação embutida ao longo da mesa das faixas de laje.

Planejamento de atividades da construção predial visando a redução de perdas de processo na ótica da construção enxuta.

Adaptada dos conceitos da produção enxuta, a construção enxuta é uma filosofia de gestão da produção voltada à construção civil. Dos cinco princípios enxutos em que se baseia, o que mais tem se estudado desde a publicação do Relatório Técnico n72 Aplicação da Nova Filosofia de Produção à Construção (publicado pelo CIFE Center for Integrated Facility Engineering, ligado à Universidade de Stanford, EUA) é o Fluxo Contínuo. A idéia de manter o fluxo contínuo está diretamente ligada à continuidade da produtividade, ou seja, manter a produtividade em uma taxa constante. Aplicar o conceito enxuto de fluxo contínuo através da manutenção das taxas de produtividade significa gerenciar o empreendimento de modo que a execução das atividades se mantenha de acordo com os parâmetros estabelecidos durante a fase de planejamento. Por meio de ferramentas enxutas de gerenciamento é feita a simulação em Excel de três atividades pertencentes ao processo de execução de lajes prediais de edifícios construídos em estruturas metálicas: steel deck, armação e concretagem. A elaboração da planilha possibilita a avaliação das perdas ocorridas durante a execução das atividades sob a ótica do conceito de atrasos e esperas. A soma destas perdas resulta ainda em dois efeitos distintos considerados como perdas acumuladas e perdas compensadas, proporcionando ao gerente do empreendimento dados consistentes para traçar estratégicas para eliminação do desperdício ou uma antevisão dos desperdícios que podem estar associados à execução das atividades se estas forem mal planejadas.

Análise estática e dinâmica de lajes nervuradas de concreto armado.

Nesta dissertação desenvolve-se um estudo sobre o comportamento estrutural de lajes nervuradas de concreto armado, tendo em mente o emprego destas em sistemas estruturais na engenharia civil, de forma viável sob o ponto de vista técnico e econômico. No cenário atual, diversos tipos de sistemas estruturais têm sido desenvolvidos, dentre estes as lajes nervuradas de concreto armado com base no sistema Reduzcon. Essas lajes nervuradas têm como principais características o baixo consumo de material e o peso próprio bastante reduzido. Este sistema utiliza cubas cilíndricas invertidas metálicas denominadas BRC (Barrote Redutor de Concreto), que suportam o concreto da laje. Assim sendo, este trabalho de pesquisa apresenta um estudo acerca da resposta estática e dinâmica do sistema estrutural em questão, em relação aos deslocamentos translacionais verticais e tensões; e, bem como, da resposta dinâmica do sistema sob o ponto de vista de conforto humano. Ênfase especial é dada às atividades humanas rítmicas, com base no emprego de modelos de carregamento que representem as ações inerentes à ginástica aeróbica. A definição das ações dinâmicas atuantes sobre os modelos estruturais foi feita com base em resultados de testes experimentais que levam em conta os efeitos de multidão. A análise numérica fundamenta-se na modelagem computacional do sistema, através do Método dos Elementos Finitos (MEF), de forma a representar apropriadamente o comportamento estrutural das lajes Reduzcon. São empregadas técnicas usuais de discretização, por meio do programa ANSYS. As vigas de bordo, nervuras e a laje de concreto são simuladas por elementos finitos sólidos tridimensionais.

Estimativa de espessura do concreto utilizando o método do eco - impacto

Nesta pesquisa utilizou-se um equipamento experimental que utiliza o método do eco-impacto produzido no Laboratório de Ensaios Físicos do Instituto Politécnico do Rio de Janeiro (UERJ/IPRJ), para estimar a espessuras de placas de concreto através da propagação de ondas de tensão geradas por um impacto. Para determinação dessa espessura, foram investigados vários mecanismos de estruturação do protótipo do equipamento com objetivo de se obter a melhor leitura possível, por meio das literaturas existentes. Entre parâmetros avaliados no estudo, estava o modelo de sensor a ser utilizado, o tipo de impactor, a precisão relacionada à aquisição de dados e o tratamento do mesmo, a distância entre o ponto de impacto e o transdutor (sensor), e o local de teste. Os resultados experimentais concordam com as previsões teóricas e revelam que este método é eficiente para análise de estrutura de concreto. A análise da espessura e resposta em frequência de um novo protótipo desenvolvido e os testes realizados possibilitou um erro médio de espessura real para amostras sem agregados de 0,39% e para as amostras com agregados com de 0,64%. Esses resultados apontam que o equipamento produzido tem potencial e que o mesmo pode ser utilizado para avaliação de estrutura de concreto.

Comparative study of hatching rates of African catfish (Clarias gariepinus Burchell 1822) eggs on different substrates

The hatching rates of African catfish (Clarias gariepinus) eggs on four natural substrates: the roots of Nile cabbage (Pistia stratiotes), water hyacinth (Eichhornia crassipes), pond weed (Ceratophyllum dermasum) and green grass leaves (Commelina sp.), and four artificial substrates: sisal mats, nylon mats, papyrus mats and kakaban mats, was assessed. Concrete slabs were used as control. The natural substrates performed better than the artificial ones. Pistia roots gave the best mean hatching rate of 66.2 ± 3.62%. Green grass leaves were second with a mean rate of 54.0 ± 3.46%, water hyacinth was third with 49.7 ± 3.16% and Ceratophyllum fourth with a mean of 13.0 ± 2.37%. Concrete slabs gave a mean rate of 18.6 ± 2.8%, sisal mats 18.6 ± 2.0%, papyrus 12.2 ± 1.2% and kakaban 11.8 ± 1.9%. Nylon mats were the last, with a mean rate of 4.0 ± 0.7%. The best performing natural substrates were those with the ability to float and thin fibrous roots that seemed to allow higher aeration of the eggs during incubation. The cost of using natural substrates was minimal.

Dimensionamento e análise numérica de pisos industriais de concreto.

Os pisos industriais devem atender aos critérios de segurança, funcionalidade e durabilidade das estruturas de concreto. A fim de analisar o desempenho de placas de concreto apoiadas sobre base elástica quando submetidas a ações diretas e indiretas, foram elaborados diversos modelos analíticos e empíricos. Com o avanço tecnológico e o advento de softwares desenvolvidos através de processos numéricos como o método dos elementos finitos (MEF), a aplicação desses modelos foi facilitada. Este trabalho aborda os métodos de cálculo existentes e utilizados na execução dos projetos estruturais de pisos industriais de concreto.

Achievements and Challenges in Recognizing and Reconstructing Civil Infrastructure

The US National Academy of Engineering recently identified restoring and improving urban infrastructure as one of the grand challenges of engineering. Part of this challenge stems from the lack of viable methods to map/label existing infrastructure. For computer vision, this challenge becomes “How can we automate the process of extracting geometric, object oriented models of infrastructure from visual data?” Object recognition and reconstruction methods have been successfully devised and/or adapted to answer this question for small or linear objects (e.g. columns). However, many infrastructure objects are large and/or planar without significant and distinctive features, such as walls, floor slabs, and bridge decks. How can we recognize and reconstruct them in a 3D model? In this paper, strategies for infrastructure object recognition and reconstruction are presented, to set the stage for posing the question above and discuss future research in featureless, large/planar object recognition and modeling.

Durability indicators of SCC towards performance-based specifications for the durability of SCC

The fundamental principle behind the development of SCC has been the nanoscale tailoring of cementitious matrices. Although self-compacting concrete (SCC) is currently used in many countries, there is a fundamental lack of the intrinsic durability of the material itself. The scope of the current paper is to present the outcomes of a research study on some principal indicators (porosity and capillary absorption) that define the durability of SCC, and how these are compared with the corresponding parameters of conventional concrete. Furthermore, this paper investigates the addition of industrial by-products, such as fly-ash or lime powder, to SCC mixtures and their effect on the durability indicators.

Viability and performance of demountable composite connectors

Material production, and associated carbon emissions, could be reduced by reusing products instead of landfilling or recycling them. Steel beams are well suited to reuse, but are difficult to reuse when connected compositely to concrete slabs using welded studs. A demountable connection would allow composite performance but also permit reuse of both components at end-of-life. Three composite beams, of 2 m, 10 m and 5 m length, are constructed using M20 bolts as demountable shear connectors. The beams are tested in three-, six- and four-point bending, respectively. The former two are loaded to service, unloaded, demounted and reassembled; all three are tested to failure. The results show that all three have higher strengths than predicted using Eurocode 4. The longer specimens have performance similar to previously published comparable welded-connector composite beam results. This suggests that demountable composite beams can be safely used and practically reused, thus reducing carbon emissions. © 2013 Elsevier B.V. All rights reserved.

The impact of imperfect symmetry on band edge modes of a two-dimensional photonic crystal with square lattice

A theoretical analysis has been performed by means of the plane-wave expansion method to examine the dispersion properties of photons at high symmetry points of an InP based two-dimensional photonic crystal with square lattice. The Q factors are compared qualitatively. The mechanism of surface-emitting is due to the photon manipulation by periodic dielectric materials in terms of Bragg diffraction. A surface-emitting photonic crystal resonator is designed based on the phenomenon of slow light. Photonic crystal slabs with different unit cells are utilized in the simulation. The results indicate that the change of the air holes can affect the polarization property of the modes. So we can find a way to improve the polarization by reducing the symmetry of the structure.

High efficiency operation of butt joint line-defect-waveguide microlaser in two-dimensional photonic crystal slab

Butt joint line-defect-waveguide microlasers are demonstrated on photonic crystal slabs with airholes in a triangular lattice. Such microlaser is designed to increase the output power from the waveguide edge directly. The output power is remarkably enhanced to 214 times higher by introducing chirped structure in the output waveguide. The lasing mode operates in the linear dispersion region of the output waveguide so that the absorption loss due to the band-edge effect is reduced. The laser resonance is illustrated theoretically using the finite difference time domain method. A practical high power efficiency of 20% is obtained in this microlaser. (C) 2008 American Institute of Physics.

Surface recombination in GaAs thin films with two-dimensional photonic crystals

The dynamics of spontaneous emission from GaAs slabs with photonic crystals etched into them are investigated both theoretically and experimentally. It is found that the intensity of spontaneous emission decreases significantly and that photonic crystals significantly shorten the lifetime of emission. The mechanics of enhancement and the reduction of emission from photonic crystals are analyzed by considering the surface recombination of GaAs. The measured and calculated lifetimes agree at a surface recombination velocity of 1.88x10(5) cm/s.