Estudo do comportamento dinâmico de edifícios mistos (aço-concreto) submetidos à ação não determinística do vento.

Considerando-se um cenário econômico bastante favorável em conjunto com avanços tecnológicos da ciência dos materiais e processos construtivos, nos últimos trinta anos, as cidades brasileiras têm apresentado um crescimento substancial, no que diz respeito à construção de edifícios residenciais e comerciais de múltiplos andares. Nos dias de hoje, estes edifícios apresentam níveis de esbeltez elevados e têm sido construídos com estruturas cada vez mais arrojadas englobando a experiência e o conhecimento dos engenheiros civis. Deste modo, o principal objetivo dos projetistas está associado à concepção de estruturas mais leves, nas quais o projeto estrutural requer um conhecimento teórico substancial, objetivando tornar compatíveis os requisitos arquitetônicos com as condições necessárias para a estabilidade. Assim sendo, o objetivo deste trabalho de pesquisa é o de investigar o comportamento estrutural estático e dinâmico de um edifício misto (aço-concreto) de 20 pavimentos quando submetido às ações dinâmicas do vento não determinísticas. Deste modo, no desenvolvimento do modelo computacional são empregadas técnicas usuais de discretização, via método dos elementos finitos, por meio do programa ANSYS. Para tal, o estudo apresenta os resultados de uma análise não linear geométrica para ações de serviço. A resposta dinâmica não determinística do modelo estrutural investigado, em termos dos valores máximos médios dos deslocamentos e das acelerações, foi obtida e comparada com os valores limites propostos por normas e recomendações de projeto.

Análise dinâmica não determinística de edifícios mistos (aço-concreto) submetidos à ação de cargas de vento.

Avanços tecnológicos no ramo das ciências dos materiais e de processos construtivos, combinado a um cenário econômico favorável, têm levado a um crescimento substancial na construção de edifícios de múltiplos andares pelo mundo. Estes edifícios têm sido construídos com estruturas cada vez mais arrojadas e com elevados níveis de esbeltez, tornando-se verdadeiras obras de arte. Todavia, a compatibilidade dos requisitos arquitetônicos com as condições necessárias de estabilidade de tais estruturas é fundamental, e requer dos engenheiros civis um conhecimento teórico substancial desde a concepção do projeto estrutural até o processo construtivo propriamente dito. Assim sendo, o objetivo desta dissertação de mestrado é o de investigar o comportamento estrutural de um edifício de 20 pavimentos misto (aço-concreto) submetido às ações de cargas de vento não determinísticas. No núcleo interno da edificação três tipos de contraventamentos são empregados e analisados. De forma semelhante, no desenvolvimento do modelo computacional são empregadas técnicas usuais de discretização, via método dos elementos finitos, por meio do programa Ansys. Assim, a resposta dinâmica não determinística do modelo estrutural, em termos dos valores máximos médios dos deslocamentos e das acelerações, é obtida e comparada com os valores limites propostos por normas e recomendações de projeto.

Análise dinâmica e estudo de conforto humano das arquibancadas do Estádio Nacional de Brasília.

Ao longo dos anos, inúmeros estádios de futebol no Brasil têm sido projetados para suportar as cargas acidentais (carga de pessoas) como sendo do tipo estática (4kN/m2). Entretanto, ultimamente com base na mudança do comportamento do público, especialmente em jogos de futebol, através da ação de torcidas organizadas e, ainda, com o emprego desses estádios para shows de música, os sistemas estruturais passaram a sofrer um maior impacto pela natureza dinâmica dos carregamentos solicitantes. Assim sendo, alguns destes estádios passaram a apresentar problemas de vibrações excessivas e tornou-se necessária a consideração efetiva das cargas dinâmicas nos projetos estruturais. Deste modo, este trabalho de pesquisa objetiva o estudo do comportamento dinâmico e avaliação do desempenho do sistema estrutural das arquibancadas do Estádio Nacional de Brasília, no que diz respeito ao conforto humano. Cabe ressaltar que o referido estádio foi projetado e construído para ser utilizado na Copa do Mundo de 2014, realizada no Brasil. Os resultados alcançados ao longo do desenvolvimento deste estudo são confrontados com aqueles fornecidos por normas e recomendações internacionais de projeto. Os resultados revelam a importância da análise dinâmica para o projeto de estádios de futebol, no que tange a obtenção de dados relevantes para o conforto humano e, bem como, segurança dos usuários desse tipo de estrutura.

Estudo do comportamento e otimização do projeto estrutural de edifícios de concreto armado.

Com base no crescimento exponencial das populações urbanas, a demanda por espaço para habitação tem crescido vertiginosamente. Para atender a estas necessidades, edificações cada vez mais altas e mais esbeltas são projetadas e vãos cada vez maiores são utilizados. Novos materiais são criados e aprimorados para que seja extraído o máximo de desempenho com o menor custo. Deste modo, esta dissertação tem como objetivo o estudo do comportamento e otimização do projeto estrutural de edifícios. Para tal, considera-se ao longo do estudo o projeto de uma edificação de concreto armado com 47 metros de altura e 15 pavimentos, submetida às ações das cargas usuais de projeto atuantes sobre edifícios residenciais, além das cargas de vento. No que tange ao desenvolvimento do modelo computacional são empregadas técnicas usuais de discretização, via método dos elementos finitos, por meio do programa ANSYS. Inicialmente, a resposta estática e dinâmica do modelo estrutural é obtida e comparada com base nos valores limites propostos por normas de projeto. A partir de análises qualitativas e quantitativas desenvolvidas sobre a resposta estrutural do modelo em estudo são utilizadas técnicas de otimização com o objetivo de modificar e aprimorar o desempenho estrutural do edifício analisado.

Avaliação de ligações tubulares tipo T entre CHS com reforço tipo chapa.

Os perfis tubulares sem costura são utilizados em diversos países, principalmente devido às vantagens associadas à estética a sua elevada resistência à torção, cargas axiais e efeitos combinados. Canadá, Inglaterra, Alemanha e Holanda utilizam de forma veemente estas estruturas e possuem produção contínua e industrializada com alto nível de desenvolvimento tecnológico. O Brasil, porém, se limitava praticamente ao uso destes perfis nas coberturas espaciais. Devido ao aumento da utilização desses tipos de estruturas, fez-se necessário o aprofundamento dos estudos com métodos de análise coerentes para utilização de perfis tubulares, principalmente em relação às ligações, pois são consideradas regiões vulneráveis neste tipo de estrutura. Para atender a necessidade de normatização deste procedimento desenvolveu-se uma norma brasileira específica para o dimensionamento de estruturas em perfis tubulares. Considerando esta perspectiva, este trabalho apresenta uma análise de ligações tipo T com reforço tipo chapa com perfis tubulares circulares (CHS) para o banzo e para o montante efetuada com base na norma europeia, Eurocode 3, no CIDECT, na NBR 16239:2013 e ISO 14346. Desenvolveu-se no programa Ansys um modelo de elementos finitos para cada tipo de ligação analisada, calibrado e validado com resultados experimentais e numéricos existentes na literatura. Verificou-se a influência da compressão atuante no montante no comportamento global das ligações. As não-linearidades físicas e geométricas foram incorporadas aos modelos a fim de se mobilizar totalmente a capacidade resistente desta ligação. A nãolinearidade do material foi considerada através do critério de plastificação de von Mises através da lei constitutiva tensão versus deformação bilinear de forma a exibir um comportamento elasto-plástico com encruamento. A não-linearidade geométrica foi introduzida no modelo através da Formulação de Lagrange Atualizada. A análise dos esforços resistentes obtidos em comparação com os resultados do modelo numérico, apresentaram valores a favor da segurança no cálculo utilizando as equações de dimensionamento. Por fim um estudo para fatores de correção das equações de dimensionamento foi também proposto.

Dye-sensitized solar cells based on a single layer deposition of TiO 2 from a new formulation paste and their photovoltaic performance

A new strategy for enhancing the efficiency and reducing the production cost of TiO 2 solar cells by design of a new formulated TiO 2 paste with tailored crystal structure and morphology is reported. The conventional three- or four-fold layer deposition process was eliminated and replaced by a single layer deposition of TiO 2 compound. Different TiO 2 pastes with various crystal structures, morphologies and crystallite sizes were prepared by an aqueous particulate sol-gel process. Based on simultaneous differential thermal (SDT) analysis the minimum annealing temperature to obtain organic-free TiO 2 paste was determined at 400°C, being one of the lowest crystallization temperatures of TiO 2 photoanode electrodes for solar cell application. Photovoltaic measurements showed that TiO 2 solar cell with pure anatase crystal structure had higher power conversion efficiency (PCE) than that made of pure rutile-TiO 2. However, the PCE of solar cells depends on the anatase to rutile weight ratio, reaching a maximum at a specific value due to the synergic effect between anatase and rutile TiO 2 nanoparticles. Moreover, it was found that the PCE of solar cells made of crystalline TiO 2 powders was much higher, increasing in the range 32-84% depending on anatase to rutile weight ratio, than that of prepared by amorphous powders. TiO 2 solar cell with the morphology of mixtures of nanoparticles and microparticles had higher PCE than the solar cell with the same phase composition containing TiO 2 nanoparticles due to the role of TiO 2 microparticles as light scattering particles. The presented strategy would open up new insight into fabrication and structural design of low-cost TiO 2 solar cells with high power conversion efficiency. © 2012 Elsevier Ltd.

Preliminary study of a niobium quarter-wave prototype cavity for a heavy-ion superconducting linac

Superconducting quarter-wave resonators, due to their compactness and their convenient shape for tuning and coupling, are very attractive for low-beta beam acceleration. In this paper, two types of cavities with different geometry have been numerically simulated: the first type with larger capacitive load in the beam line and the second type of lollipop-shape for 100 MHz, beta=0.06 beams; then the relative electromagnetic parameters and geometric sizes have been compared. It is found that the second type, whose structural design is optimized with the conical stem and shaping drift-tube, can support the better accelerating performance. At the end of the paper, some structural deformation effects on frequency shifts and appropriate solutions have been discussed.

A 3 Tesla Superconducting Magnet for Hall Sensor Calibration

A 3 T superconducting magnet with a 70 mm diameter warm bore and energy storage of 47 kJ has been successfully fabricated and tested, which can be used to calibrate Hall sensors in high magnetic field as well as conduct superconducting experiments. The magnet consists of three solenoid coils and an iron yoke. The homogeneity of the magnetic field in the region of interest (ROI) is +/- 6.0 x 10(-5). The coils of the magnet were fabricated with NbTi-Cu superconducting wire and the stray magnetic field is shielded by an iron yoke. The coils and yoke are fully immersed in a helium vessel. The optimized structural design, stress and quench simulation, fabrication and test results are presented in this paper.

Effect of hydrogen bonds on optical nonlinearities of inorganic crystals

This work probes the role of hydrogen bonds (such as O-H ... O and N-H ... O) in some inorganic nonlinear optical (NLO) crystals, such as HIO3, NH4H2PO4 (ADP), K[B5O6(OH)(4)] . 2H(2)O (KB5) and K2La(NO3)(5) . 2H(2)O (KLN), from the chemical bond standpoint. Second order NLO behaviors of these four typical inorganic crystals have been quantitatively studied, results show hydrogen bonds play a very important role in NLO contributions to the total nonlinearity. Conclusions derived here concerning the effect of hydrogen bonds on optical nonlinearities of inorganic crystals have important implications with regard to the utilization of hydrogen bonds in the structural design of inorganic NLO crystals. (C) 1999 Elsevier Science B.V. All rights reserved.

锻压机导套对立柱作用反力的分析研究

讨论了锻压机工作时偏心载荷对机架下横梁和立柱应力变化的影响程度，验证了下横梁的断裂原因；详细地讨论了导套筒对立柱作用反力的影响，指出了传统液压机设计方法中假设条件的不足，为该类机械的结构设计和改进提出了新的见解。

Feasibility of combined wind-wave energy platforms

The European Union has set out an ambitious 20% target for renewable energy use by 2020. It is expected that this will be met mainly by wind energy. Looking towards 2050, reductions in greenhouse gas emissions of 80-95% are to be sought. Given the issues securing this target in the transport and agriculture sectors, it may only be possible to achieve this target if the power sector is carbon neutral well in advance of 2050. This has permitted the vast expansion of offshore renewables, wind, wave and tidal energy. Offshore wind has undergone rapid development in recent years however faces significant challenges up to 2020 to ensure commercial viability without the need for government subsidies. Wave energy is still in the very early stages of development so as yet there has been no commercial roll out. As both of these technologies are to face similar challenges in ensuring they are a viable alternative power generation method to fossil fuels, capitalising on the synergies is potentially a significant cost saving initiative. The advent of hybrid solutions in a variety of configurations is the subject of this thesis. A singular wind-wave energy platform embodies all the attributes of a hybrid system, including sharing space, transmission infrastructure, O&M activities and a platform/foundation. This configuration is the subject of this thesis, and it is found that an OWC Array platform with multi-MegaWatt wind turbines is a technically feasible, and potentially an economically feasible solution in the long term. Methods of design and analysis adopted in this thesis include numerical and physical modelling of power performance, structural analysis, fabrication cost modelling, simplified project economic modelling and time domain reliability modelling of a 210MW hybrid farm. The application of these design and analysis methods has resulted in a hybrid solution capable of producing energy at a cost between €0.22/kWh and €0.31/kWh depending on the source of funding for the project. Further optimisation through detailed design is expected to lower this further. This thesis develops new and existing methods of design and analysis of wind and wave energy devices. This streamlines the process of early stage development, while adhering to the widely adopted Concept Development Protocol, to develop a technically and economically feasible, combined wind-wave energy hybrid solution.

Numerical Method for Cost-Weight Optimisation of Stringer-Skin Panels

The need to integrate cost into the early product definition process as an engineering parameter is addressed. The application studied is a fuselage panel that is typical for commercial transport regional jets. Consequently, a semi-empirical numerical analysis using reference data was coupled to model the structural integrity of thin-walled structures with regard to material failure and buckling: skin, stringer, flexural, and interrivet. The optimization process focuses on direct operating cost (DOC) as a function of acquisition cost and fuel burn. It was found that the ratio of acquisition cost to fuel burn was typically 4:3 and that there was a 10% improvement in the DOC for the minimal DOC condition over the minimal weight condition because of the manufacturing cost saving from having a reduced number of larger-area stringers and a slightly thicker skin than that preferred by the minimal weight condition. Also note that the minimal manufacturing cost condition was slightly better than the minimal weight condition, which highlights the key finding: The traditional minimal weight condition is a dated and suboptimal approach to airframe structural design.

The 'Belfast' timber roof truss - is it sustainable and relevant today?

In the early 19th century the requirement for clear span industrial buildings brought about the development of a variety of timber truss types. The Belfast truss was introduced circa 1860 to meet the demand for efficient wide span industrial buildings. It has essentially a bow-string configuration with a curved top chord, straight horizontal bottom chord and close-spaced lattice web. Several thousand still exist in Ireland, many in buildings of historic significance. This paper sets out to demonstrate the efficiency of the Belfast truss and to show that, by modern structural design criteria, the concept, member sizes and joint details were well chosen. Trusses in historic buildings can be replicated almost exactly as originally fabricated. Results of a theoretical study are compared with the experimental behaviour of two full-scale trusses: one a replacement truss, tested in the laboratory; the other an 80-year-old truss tested on site. In addition, experimental results from a manufacturers archive material of full-scale truss tests carried out about 100 years ago are compared with theoretical models. As well as considering their significance in building conservation the paper proposes that Belfast trusses are an attractive sustainable alternative to other roof structures. The analysis, design, fabrication and testing of trusses have resulted in a better understanding of their behaviour which is not only of historic interest and fundamental to the repair/restoration of existing trusses, but also relevant to the design of modern timber trusses and the promotion of a sustainable form of roof construction.

Maleimide spacers as versatile linkers in the synthesis of bioconjugates of anthracyclines

This review covers the structural design and versatile use of maleimide spacers in the preparation of bioconjugates of the anthracyclines doxorubicin and daunorubicin. It underpins the research conducted in our group on the preparation of conjugates of daunorubicin and transferrin.