Modelo da ligação entre concreto e armadura na análise de estruturas de concreto pelo método dos elementos finitos

Este trabalho apresenta um modelo computacional para análise tridimensional de peças de concreto armado, utilizando o método dos elementos finitos. São utilizados modelos constitutivos elasto-viscoplásticos para representar o comportamento dos materiais, quando submetidos a cargas de curta ou longa duração. Se a estrutura está submetida a cargas de curta duração, o modelo desenvolvido fornece, quando alcançado o estado estável, a solução do problema elastoplástico. Em contrapartida, se a estrutura está submetida a cargas de longa duração, o modelo pode representar o comportamento viscoelástico com envelhecimento do concreto. Foi utilizado um modelo de camadas superpostas para assegurar uma representação adequada do comportamento real do concreto ao longo do tempo. Deste modo, admite-se que o concreto é constituído por um número conveniente de camadas, que apresentam a mesma deformação. Para a fissuração do concreto, utilizou-se um modelo de fissuras distribuídas, que leva em consideração a contribuição do concreto entre fissuras O objetivo deste estudo é a modelagem da armadura e do reforço nas peças de concreto armado, através de um modelo de aderência entre o concreto e o material adjacente. A armadura é introduzida no modelo como uma linha de material mais rígido dentro do elemento de concreto. E, a consideração da degradação da aderência é realizada através de um modelo onde os efeitos da aderência imperfeita são incluídos pela introdução de graus de liberdade para os deslocamentos relativos entre os materiais. Os resultados obtidos com este programa computacional são comparados com valores experimentais disponíveis na literatura, visando validar o modelo matemático e a metodologia numérica.

Modelagem de situações de punção em lajes de concreto armado através do método dos elementos finitos

O objetivo deste trabalho é o desenvolvimento de um programa computacional, elaborado através do método dos elementos finitos, para análise tridimensional de situações de punção em lajes de concreto armado com e sem armadura de cisalhamento. São utilizados modelos constitutivos elasto-viscoplásticos para representar o comportamento do concreto. Para a simulação do concreto submetido a um carregamento de longa duração, empregou-se o modelo de camadas superpostas. Este modelo admite que o concreto é constituído por um número conveniente de camadas com a mesma deformação, porém características materiais diferentes. A tensão total é obtida pela soma das contribuições de cada camada. A armadura é introduzida no modelo como uma linha de material mais rígido no interior do elemento de concreto. Considera-se aderência perfeita entre o concreto e o aço. Assim, os deslocamentos ao longo das barras de aço são determinados a partir dos deslocamentos nodais dos elementos de concreto. Desta forma, a matriz de rigidez da armadura tem a mesma dimensão da matriz de rigidez do elemento de concreto, as quais são somadas para a obtenção da matriz de rigidez total Para representar o comportamento após à fissuração do concreto, é utilizado o modelo de fissuras distribuídas, onde apenas as propriedades dos materiais são modificadas e a malha de elementos finitos não necessita de atualização. Sugerem-se duas formulações para a consideração da contribuição do concreto entre fissuras e da redução na capacidade de transferência de corte devido ao aumento da abertura da fissura. Este último é incluído através de uma simplificação, que consiste em atribuir ao módulo de elasticidade transversal, correspondente ao plano fissurado, um valor reduzido. Para comprovar a validade do programa computacional desenvolvido, comparam-se os resultados numéricos com valores experimentais de ensaios realizados por Coelho (1999), Trautwein (2001) e Fusco (1988). Obtiveram-se boas aproximações para lajes com e sem armadura de cisalhamento. Desta forma, o programa computacional desenvolvido pode ser empregado para generalizar resultados experimentais em lajes cogumelo com variação na resistência do concreto, na bitola das barras de armadura, no espaçamento entre as barras e no número de camadas de armadura de cisalhamento.

Aplicação do método dos elementos finitos para a análise elasto-viscoplástica de peças de concreto armado e protendido, submetidas a estados planos de tensão

O objetivo deste trabalho é apresentar o desenvolvimento de um modelo computacional, baseado no método dos elementos finitos, para o estudo de estruturas de concreto armado e protendido, sob estados planos de tensão. O modelo computacional utiliza dois procedimentos distintos, baseados em um modelo elasto-viscoplástico. No primeiro, determina-se a resposta da estrutura ao longo do tempo. Considera-se, nesta etapa, que o material possui comportamento viscoelástico. No segundo, busca-se a resposta da estrutura para um carregamento instantâneo, considerando-se o material com um comportamento elastoplástico. Um modelo de camadas superpostas é adotado para melhor representar o comportamento viscoelástico do concreto e da armadura protendida, onde estes materiais são compostos de diversas camadas que sofrem a mesma deformação. Cada camada possui diferentes propriedades mecânicas e a tensão total é obtida pela soma das diferentes contribuições de cada camada. Para representar o concreto fissurado, utiliza-se um modelo de fissuras distribuídas, que leva em conta a contribuição do concreto entre fissuras. Tanto a armadura passiva quanto a armadura de protensão são introduzidas no modelo como uma linha de material mais rígido dentro do elemento de concreto. Considera-se aderência perfeita entre o concreto e o aço. Os deslocamentos ao longo das barras de aço são determinados a partir dos deslocamentos nodais dos elementos de concreto. Desta forma, as matrizes de rigidez das armaduras têm as mesmas dimensões das matrizes de rigidez dos elementos de concreto e ambas são somadas para a obtenção das matrizes de rigidez totais. Para verificar a precisão do modelo computacional, compararam-se resultados numéricos com valores experimentais disponíveis.

Aplicações do método dos elementos discretos em estruturas de concreto

A ciência moderna apresentou significativo avanço a partir do desenvolvimento da análise diferencial. A transformação de equações diferenciais de alta ordem em sistemas de equações algébricas foi possível através do desenvolvimento de métodos numéricos, constituindo este, outro grande avanço. Dentro desses pode-se destacar os métodos de diferenças finitas, dos elementos finitos, dos elementos discretos e mais recentemente, os elementos de contorno. Neste trabalho, faz-se uma contribuição ao desenvolvimento do Método dos Elementos Discretos para aplicações na Mecânica do Contínuo, na Mecânica da Fratura, assim como na determinação do dano em elementos estruturais submetidos a cargas. Neste método, a discretização espacial no modelo se realiza mediante um conjunto de massas ligadas entre se por forças materializadas como um arranjo de barras de treliça com rigidez equivalente ao contínuo que se quer representar, e mediante um esquema de integração explícita, se realiza a integração das equações de movimento no tempo. Verifica-se a validade e a capacidade do método em predizer o efeito de tamanho em elementos de concreto e concreto armado, obtendo-se uma excelente correlação com ensaios encontrados na literatura técnica, além de importantes conclusões a respeito da aplicação de cargas estáticas e dinâmicas, tanto em padrões de fissuração ou ruptura, quanto aos valores limites de resistência dos materiais ou cargas aplicadas, dando-se importância na geração aleatória das propriedades dos materiais mediante o uso do Método de Representação Espectral.

Uma implementação geral de elementos de contorno e sua aplicação a problemas de flexão de placas

o presente trabalho aborda a aplicação do método dos elementos de contorno (MEC) para solução de problemas de flexão linear e geometricamente não-linear de placas semiespessas. Os modelos de placa empregados consideraram a influência do cisalhamento através de teorias de primeira ordem, especificamente as de Mindlin e Reissner. Uma formulação integral unificada dos modelos de placa utilizados é desenvolvida para o operador de Navier do problema, onde foram mantidos alguns termos de ordem superior no tensor deformação de Green. A formulação integral do problema de membrana acoplado ao de flexão é igualment desenvolvida, levando a um sistema de equações integrais não-lineares que descreve completamente problemas de placas que envolvem grandes deslocamentos. Estas equações podem ser particularizadas para problemas de flexão linear e estabilidade elástica. Tendo em vista a necessidade de se considerar derivadas dos deslocamentos translacionais, as equações integrais correspondentes ao gradiente dos deslocamentos também foram deduzidas, caracterizando uma formulação hipersingular. o método empregado para solução numérica do sistema de equações integrais foi o método direto dos elementos de contorno. Um tratamento das integrais fortemente singulares presentes nas equações foi realizado, baseado em expansões assint6ticas dos núcleos. Deste procedimento resulta uma abordagem regularizada que emprega apenas quadraturas padrão de Gauss-Legendre.

Relações entre elementos climáticos e as doenças do aparelho respiratório no Rio Grande do Sul

Esta dissertação investiga relações entre elementos climáticos e informações de saúde no Rio Grande do Sul no período de 1984–2000. Basicamente estuda-se a associação entre temperatura sensível (lida no termômetro de bulbo úmido) e os óbitos por doenças do aparelho respiratório. O trabalho é complementado por uma reflexão mais ampla sobre a abordagem climatológica no âmbito da Geografia. Após a introdução de conceitos básicos usados na dissertação (Clima, Espaço Geográfico e Climatologia Geográfica), segue-se discussão crítica sobre o uso de médias na caracterização do clima sul-rio-grandense. As médias mensais de temperatura sensível do período 1984–2000 são usadas para explorar relações de causalidade com os óbitos totais em Porto Alegre. Os números de horas de frio para junho, julho e agosto (i.e., o inverno) ao longo desses 17 anos também foram usados para estudar as relações de causalidade com os óbitos por grupo de 100.000 habitantes nos municípios de Porto Alegre, Santa Maria, Passo Fundo e Bagé nos mesmos meses. Por fim, aborda-se a função ativa do espaço no dimensionamento da relação entre essas variáveis. Na associação das médias mensais de temperatura sensível com os óbitos totais existe uma relação sazonal, mas que não é confirmada por uma correlação entre o número de horas de frio com os óbitos por grupo de 100.000 habitantes. A correlação entre estas variáveis é ausente ou fraca na maioria das cidades estuda-das para o período de inverno. Exceção é o mês de junho em Porto Alegre (r = 0,58) e o mês de agosto para Santa Maria (com correlação negativa moderada, r = -0,45, ainda não explicada). Em suma, com exceção parcial de Porto Alegre, as variações de temperatura sensível não explicam as taxas de óbitos por doenças respiratórias nas cidades investigadas. Outras causas, provavelmente relacionadas à qualidade de vida da população local, devem ser investigadas.

Análise numérica de escoamentos turbulentos tridimensionais empregando o método de elementos finitos e simulação de grandes escalas

O presente trabalho apresenta o estudo e implementação de um algoritmo numérico para análise de escoamentos turbulentos, tridimensionais, transientes, incompressíveis e isotérmicos, através da Simulação de Grande Escalas, empregando o Método de Elementos Finitos. A modelagem matemática do problema baseia-se nas equações de conservação de massa e quantidade de movimento de um fluido quase-incompressível. Adota-se um esquema de Taylor-Galerkin, com integração reduzida e fórmulas analíticas das funções de interpolação, para o elemento hexaédrico de oito nós, com funções lineares para as componentes de velocidade e constante no elemento para a pressão. Para abordar o problema da turbulência, emprega-se a Simulação de Grandes Escalas, com modelo para escalas inferiores à resolução da malha. Foram implementados o modelo clássico de Smagorinsky e o modelo dinâmico de viscosidade turbulenta, inicialmente proposto por Germano et al, 1991. Uma nova metodologia, denominada filtragem por elementos finitos independentes, é proposta e empregada, para o processo de segunda filtragem do modelo dinâmico. O esquema, que utiliza elementos finitos independentes envolvendo cada nó da malha original, apresentou bons resultados com um baixo custo computacional adicional. São apresentados resultados para problemas clássicos, que demonstram a validade do sistema desenvolvido. A aplicabilidade do esquema utilizado, para análise de escoamentos caracterizados por elevados números de Reynolds, é discutida no capítulo final. São apresentadas sugestões para aprimorar o esquema, visando superar as dificuldades encontradas com respeito ao tempo total de processamento, para análise de escoamentos tridimensionais, turbulentos e transientes .

Modelo numérico para análise à flexão de elementos estruturais com protensão aderente e não aderente

Na protensão não aderente, a armadura permanece livre para se movimentar ao longo de seu perfil em todas as seções com exceção das de ancoragem. Não há aderência entre concreto e armadura, e a hipótese da compatibilidade de deformações entre o aço e concreto não é aplicável, tornando inviável o desenvolvimento de uma solução analítica. Visando colaborar para a maior compreensão do comportamento à flexão das estruturas com protensão não aderente e para o desenvolvimento de critérios nacionais de projeto, um modelo numérico foi implementado utilizando o elemento finito do tipo híbrido para pórticos planos. Nesta formulação, a equação para as solicitações ao longo do elemento é a função de interpolação, e as forças as variáveis interpoladas. Como esta função resulta das condições de equilíbrio, sem hipóteses arbitrárias, o método é considerado exato para forças e curvaturas. Elementos longos são possíveis, de maneira que um único elemento finito pode ser utilizado para um vão de viga ou pilar, reduzindo o esforço computacional. O caráter exato da formulação contribui para a boa modelagem dos cabos não aderentes, já que a tensão nestas armaduras depende das curvaturas de todas as seções do elemento. O modelo numérico proposto prevê a não linearidade geométrica, carregamentos cíclicos e a construção composta. Relações constitutivas já consolidadas na literatura são empregadas para os materiais. A cadeia de Maxwell é utilizada para representar o comportamento reológico do concreto e do aço de protensão, respeitando as características de envelhecimento de cada material. Inúmeros exemplos são apresentados, permitindo a comparação entre resultados numéricos e experimentais Uma análise paramétrica foi realizada, caracterizando o desempenho do modelo numérico frente a variações nos parâmetros de entrada. Discutem-se, ainda, dois critérios de ruptura para a utilização do modelo numérico no estudo do comportamento à flexão das estruturas com protensão não aderente. Os resultados indicam o bom desempenho do modelo numérico e a sua adequação para a realização de pesquisas sobre o assunto.

A influência da Internet em negócios empresariais : identificação e caracterização de elementos para análise de sites

A adoção da Internet como solução para o desenvolvimento de negócios tem estado entre as principais preocupações de empresas que desejam explorar novas tecnologias. Na rede, as oportunidades para a condução de negócios aumentam substancialmente, provocando a necessidade das empresas acompanharem as alterações em seu ambiente de negócios, atuando de forma a obter vantagem competitiva. Com a presença na Internet através de sites, elas buscam alternativas que implementem soluções para esta nova realidade. Para explorar estas novas oportunidades, é fundamental a identificação de aspectos que permitam o direcionamento de esforços e recursos, seja em caráter estrutural, organizacional ou técnico. Neste contexto, esta pesquisa procura contribuir sobre a compreensão da Internet e suas diversas formas de aplicação. Trata-se de uma pesquisa exploratória realizada em duas empresas através do método de estudo de casos em campo, a qual procurou investigar a influência da Internet em negócios empresariais através da identificação e caracterização de elementos para análise de sites, permitindo analisar a maneira como as empresas podem utilizar-se desta tecnologia para a condução de seus negócios. A caracterização dos elementos deu-se a partir das técnicas de análise léxica e análise de conteúdo dos dados obtidos a partir de entrevistas nas empresas. As categorias geradas através da análise qualitativa permitiram a operacionalização da grade de análise, a qual oferece uma solução para tornar uniforme o procedimento geral de observação de empresas na Internet a partir de seus sites, apresentando elementos e dimensões que permitem operacionalizar alguns dos aspectos a serem observados para a adoção da Internet por empresas. Os resultados gerados permitem concluir que a Internet influencia as atividades das empresas, permitindo-as atuar de forma competitiva em seu ambiente.

Identificação dos elementos determinantes das decisões de produção do elo primário da cadeia produtiva do milho na região extremo-oeste do Paraná

O presente trabalho objetivou a identificação dos elementos determinantes nas decisões de produção do elo primário da cadeia produtiva do milho na região extremo-oeste do Paraná. Para a elaboração deste estudo, foram utilizados elementos de cunho quantitativo e qualitativo. Os dados das fonte primárias foram coletados através de um questionário de perguntas fechadas, direcionado a agricultores (50), caracterizando a pesquisa quantitativa, na qual, posteriormente, os dados foram descritos e analisados; e de uma entrevista estruturada, direcionada aos engenheiros agrônomos e aos técnicos agrícolas que atendiam àqueles agricultores. Já os dados de fontes secundárias foram coletados a partir de documentos que se referiam ao objeto de estudo, tais quais: livros, artigos, pesquisas, etc. Os resultados apresentados demonstraram a fragilidade das decisões de produção. No que se refere à capacidade de produção, conclui-se que os agricultores se utilizam de um planejamento prévio, considerando o preço da soja no mercado e o clima, além das projeções de comercialização do grão. Quanto às instalações e ao nível tecnológico, a totalidade dos referidos agricultores possue algum tipo de equipamento, principalmente trator, pulverizador e plantadeira de plantio convencional e utiliza-se da rotação de cultura e da safrinha; quanto às instalações físicas, apenas 18% possuem silo para armazenagem do grão e 10% possuem secadores. No que se refere à integração vertical e à relação com fornecedores, 94% dos agricultores comercializam o grão optando principalmente por cerealistas e cooperativas. Quanto aos recursos humanos empregados, estes caracterizam-se pelos proprietários, cuja escolaridade divide-se entre 1º e 2º graus, além de um número limitado de funcionários (de 1 a 3). A disponibilização das informações ocorre via jornais, revistas e programas de rádio e de televisão especializados. Quanto a qualidade do grão utilizado para o plantio, observou-se a busca por sementes híbridas precoces e superprecoces. Em vista da pesquisa, é possível considerar que, apesar da existência de um certo padrão de produção junto às propriedades, as decisões de produção dos agricultores baseiam-se mais na experiência do que em quaisquer argumentos científicos.

Elementos motivadores para a criação do próprio negócio

O presente estudo identifica os elementos motivadores para a abertura do próprio negócio. Foi desenvolvido através de um estudo exploratório, que compreendeu 15 entrevistas com empresários de Porto Alegre que participaram do EMPRETEC, programa desenvolvido pelo SEBRAE/RS, nos últimos cinco anos. Os dados apresentados neste trabalho permitem verificar que os elementos motivadores para a abertura/continuidade do próprio negócio entre os entrevistados são os mesmos encontrados pela pesquisadora Jaqueline Laufer, como também encontram-se estes elementos motivadores na pirâmide de Maslow. Identificam-se entre os participantes da amostra as características e o perfil do empreendedor, como também sua tipologia. Os motivos elencados pelos entrevistados estão na ordem de satisfação/realização pessoal, desejo de autonomia ou, ainda, em função do reconhecimento, motivação identificada por Laufer como de status e poder. Quanto à influencia familiar na abertura do próprio negócio, constatamos que 60% dos entrevistados recebeu esta influência, pois possuem alguém na família que tem negócio próprio. Constata-se ainda que os entrevistados valeram-se de recursos próprios ou da família para abrirem seus negócios, que oitenta por cento dos entrevistados está satisfeito com seu negócio e que a maioria dos entrevistados montaria o atual negócio novamente. Palavras-chave: micro e pequenas empresas; empreendedor, motivação, necessidade; abertura de empresa.

Análise interativa de situações de reforço e recuperação de peças de concreto armado, empregando o método dos elementos finitos

O objetivo deste trabalho é desenvolver um programa computacional, baseado no método dos elementos finitos, para simular situações de reforço e recuperação de peças de concreto armado. A linguagem Matlab é a ferramenta utilizada para a elaboração do programa. É uma linguagem de alta performance para computação técnica. Integra computação, visualização e programação em um fácil ambiente para uso, onde problemas e soluções são expressos em familiar notação matemática. A característica principal deste programa é de permitir alterações na modelagem numérica durante a análise do problema, podendo-se retirar ou acrescentar elementos da estrutura, aumentar ou diminuir rigidezes, alterar materiais, etc, viabilizando-se, assim, uma avaliação das diversas etapas ou hipóteses dos procedimentos de recuperação ou reforço de estruturas. O programa permite a mudança de vinculações do elemento estrutural, durante a análise. Além disto, é permitido não só incrementos de forças como incrementos de deslocamentos impostos à estrutura. O programa computacional utiliza duas etapas distintas, baseadas em um modelo elasto-viscoplástico. Na primeira etapa, faz-se a determinação da resposta da estrutura ao longo do tempo. Considera-se, nesta etapa, que o material possui comportamento viscoelástico. Na segunda, busca-se determinar a resposta da estrutura para um carregamento instantâneo, considerando-se o material com comportamento elastoplástico Para melhor representar o comportamento do concreto, quando submetido a carregamento de longa duração, utilizou-se um modelo de camadas superpostas. A armadura é introduzida no modelo como uma linha de material mais rígido dentro do elemento de concreto. Considera-se aderência perfeita entre o concreto e o aço. Assim, os deslocamentos ao longo das barras de aço são determinados a partir dos deslocamentos nodais dos elementos de concreto. Para verificar a precisão do programa computacional desenvolvido, comparam-se os resultados numéricos com resultados experimentais, cujos ensaios foram realizados no Laboratório de Ensaios e Modelos Estruturais do Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil da Escola de Engenharia da Universidade Federal do Rio Grande do Sul, e no Laboratório de Estruturas da Escola de Engenharia de São Carlos- USP. Nessas comparações, obtiveram-se ótimas aproximações entre os resultados numéricos e experimentais.

Elementos que intervêm no desdobramento do plano estratégico : estudo em instituição de ensino superior

O presente trabalho foi estruturado a partir de um estudo qualitativo baseado na experiência de planejamento estratégico em uma universidade. Teve por objetivo identificar as variáveis que intervêm na implementação daquele processo com a utilização da metodologia de desdobramento de diretrizes. O estudo qualitativo realizado adotou procedimentos que incluíram pesquisa individual com representantes dos segmentos da universidade. Os entrevistados representam os responsáveis pelas finalidades de planejamento, de supervisão geral e setorial, de execução do ensino, bem como de apoio técnico e assessoria. Os principais procedimentos adotados no desenvolvimento da pesquisa foram descrição, análise e interpretação. O planejamento estratégico, usualmente descrito como processo integrante da gestão empresarial, é apresentado como um recurso que capacita a instituição de ensino superior a atuar com eficiência e eficácia e a reagir com rapidez às demandas do seu entorno social. O desdobramento das diretrizes é mostrado como uma ferramenta que pode ser aplicada no detalhamento do plano estratégico, assim que as linhas de ação anuais estejam definidas. Resultaram do estudo a confirmação de que professores e funcionários necessitam de incentivo para atuar nesse processo e que fatores como liderança e comprometimento com resultados, esforço para o compartilhamento do propósito comum, motivação dos envolvidos e acompanhamento dos processos são essenciais para a implementação, com sucesso, do plano estratégico.

Análise estática e dinâmica, linear e não-linear geométrica, através de elementos hexaédricos de oito nós com um ponto de integração

Para a análise estática e dinâmica, linear e não-linear de placas, cascas e vigas, implementa-se neste trabalho o elemento hexaédrico com integração reduzida, livre de travamento volumétrico e travamento de cisalhamento e que não apresenta modos espúrios. Na formulação do elemento, utiliza-se apenas um ponto de integração. Desta forma, a matriz de rigidez é dada de forma explícita e o tempo computacional é significativamente reduzido, especialmente em análise não-linear. Os modos espúrios são suprimidos através de um procedimento de estabilização que não exige parâmetros especificados pelo usuário. Para evitar o travamento de cisalhamento, desenvolve-se o vetor de deformações num sistema co-rotacional e remove-se certos termos não constantes nas componentes de deformações de cisalhamento. O travamento volumétrico é resolvido fazendo-se com que a parte dilatacional (esférica) da matriz gradiente seja avaliada apenas no ponto central do elemento. Como a eliminação do travamento de cisalhamento depende de uma abordagem no sistema local, emprega-se um procedimento co-rotacional para obter o incremento de deformação no sistema local e atualizar os vetores de tensões e forças internas na análise não-linear Para a solução das equações de equilíbrio na análise estática, utilizam-se métodos diretos baseados na eliminação de Gauss ou métodos iterativos de Gradientes Conjugados Precondicionado elemento-por-elemento (EBE). Para a análise dinâmica, as equações de equilíbrio são integradas através do método explícito de Taylor-Galerkin ou do método implícito de Newmark. Através de exemplos numéricos demonstra-se a eficiência e o potencial do elemento tridimensional na análise de casca, placas e vigas submetidas a grandes deslocamentos e grande rotações. Os resultados são comparados com trabalhos que utilizam elementos clássicos de placa e casca.

Liquidez e fluxo de caixa: um estudo teórico sobre alguns elementos que atuam no processo de formação do caixa e na determinação do nível de liquidez de empresas privadas não financeiras

O trabalho procura mapear e interpretar o processo de formação de caixa decompondo e analisando as atividades que contribuem para liberar ou retirar recursos do fluxo de caixa. Procura também avançar no problema da determinação do nível ótimo de liquidez que deve ser mantido pelas empresas.