Advanced tools for design and analysis of fiber reinforced concrete structures

Doctoral Thesis in Civil EngineeringA presente tese foca-se no desenvolvimento de ferramentas numéricas para a análise e dimensionamento de elementos estruturais em betão reforçado com fibras (BRF). Neste trabalho são abordadas as mais recentes regras e recomendações de projeto expostas nos regulamentos em vigor sendo, quando necessário, complementadas com modelos mais avançados resultantes de trabalhos de investigação sobre estruturas de BRF. Com base nas atuais regras de projeto foi desenvolvido um programa de cálculo automático dedicado à análise da secção transversal de elementos estruturais de BRF, com e sem armaduras convencionais de reforço, sujeitos a esforços axial, corte e flexão, de forma a realizar as verificações de segurança relativamente aos estados limite últimos e de serviço. Foi realizada, também, uma avaliação do desempenho dos modelos de resistência ao corte propostos no fib Model Code 2010 para elementos em BRF, através da comparação da capacidade preditiva dos modelos com os resultados experimentais de uma base de dados de ensaios de corte. A presente tese abrange, do mesmo modo, o desenvolvimento de uma ferramenta numérica para a análise de elementos estruturais de BRF que conjuga o efeito da orientação e segregação das fibras nos elementos estruturais de BRF, e a resistência ao arranque das fibras. A capacidade preditiva do novo modelo foi verificada através da simulação de vigas entalhadas de betão reforçado com fibras de aço submetidas ao ensaio de flexão de 3-pontos. Adicionalmente, foram abordados alguns aspetos particulares de elementos estruturais em BRF. Neste âmbito, um novo modelo de simulação da resposta viscoelástica em fluência de materiais de matriz cimentícia, desde as idades jovens, foi desenvolvido e implementado num programa baseado no método de elementos finitos – FEMIX – tendo sido acoplado aos modelos termo-mecânicos já aí implementados. Adicionalmente, foi desenvolvido um novo modelo constitutivo especialmente dedicado à simulação da interface entre lajes de BRF apoiadas no solo e as camadas granulares da fundação da laje, com o intuito de captar os mecanismos relevantes que induzem dano neste tipo de estruturas de BRF.This thesis is devoted to the development of numerical tools for the analysis and design of fiber reinforced concrete (FRC) structural elements. This work focuses on the description of the most recent design guidelines and recommendations obtained from design codes, being complemented with more advanced models published in academic works on FRC structures. Based on these guidelines a software was developed for the analysis of FRC cross-sections with and without conventional reinforcements, submitted to bending and shear with or without axial force, to assess the ultimate and serviceability limit state safety verifications of structural members. An assessment of the shear resistance models for FRC members proposed in the fib Model Code 2010 was conducted, by evaluating its predictive performance with the results of shear tests collected in a database. It was developed an innovative numerical tool for the analysis of FRC structures that couples the effects of fiber orientation and segregation in the FRC members, and fiber pullout resistance. The performance of the new model was assessed by simulating steel fiber reinforced concrete notched beams submitted to 3-point bending tests. Moreover, particular topics regarding some structural application of FRC were explored. In this scope, a new model capable of predicting the aging creep response of cement-based materials, since early ages, was proposed and implemented in a finite element method software – FEMIX – and was coupled with the already available thermo-mechanical models. Flooring is still the main application of FRC, and the simulation of the interface between the FRC slab and the soil supporting system is a relevant aspect for controlling crack formation and propagation, mainly due to shrinkage and thermal effects coupled with restriction to the membrane deformability of the FRC slab. A new constitutive model was developed and implemented in FEMIX, especially aimed to simulate the interface between FRC slabs supported on ground and the granular layers of the slab’s foundation, in attempt to capture relevant mechanisms that promote damage in this type of FRC structures

Concurrent agreement between an anthropometric model to predict thigh volume and dual-energy X-Ray absorptiometry assessment in female volleyball players aged 14-18 years

A variety of performance outputs are strongly determined by lower limbs volume and composition in children and adolescents. The current study aimed to examine the validity of thigh volume (TV) estimated by anthropometry in late adolescent female volleyball players. Dual-energy X-ray absorptiometry (DXA) measures were used as the reference method. Total and regional body composition was assessed with a Lunar DPX NT/Pro/MD+/Duo/Bravo scanner in a cross-sectional sample of 42 Portuguese female volleyball players aged 14-18 years (165.2 ± 0.9 cm; 61.1 ± 1.4 kg). TV was estimated with the reference method (TV-DXA) and with the anthropometric method (TV-ANTH). Agreement between procedures was assessed with Deming regression. The analysis also considered a calibration of the anthropometric approach. The equation that best predicted TV-DXA was: -0.899 + 0.876 × log10 (body mass) + 0.113 × log10 (TV-ANTH). This new model (NM) was validated using the predicted residual sum of squares (PRESS) method (R2PRESS = 0.838). Correlation between the reference method and the NM was 0.934 (95%CI: 0.880-0.964, Sy∙x = 0.325 L). A new and accurate anthropometric method to estimate TV in adolescent female volleyball players was obtained from the equation of Jones and Pearson alongside with adjustments for body mass.info:eu-repo/semantics/publishedVersio

Analysis of shock absortion during gait wearing tennis shoes and military boots from Brazilian Army

O objetivo do presente estudo foi comparar a absorção de impacto durante a marcha descalço e com tênis e coturno fornecidos pelo Exército Brasileiro. A amostra foi composta por 20 soldados saudáveis recém-incorporados sem sintomas ou lesões musculoesqueléticas ou neurológicas que interferissem na marcha. Os sujeitos foram instruídos a caminhar em uma plataforma de madeira de 10 metros de comprimento por um metro de largura, com duas plataformas de força (Bertec, EUA) embutidas no centro. O componente vertical da força de reação do solo foi avaliado durante a marcha nas situações tênis, coturno e descalço. O sistema de cinemetria (Qualysis, Suécia) foi utilizado para medir a velocidade da marcha em cada situação de teste. O primeiro pico de força (PPF), o tempo para atingir o PPF (T_PPF), pico transiente de impacto (IPF) e a taxa de aceitação do peso (TAP) entre 10% e 30%, 30% e 50%, 50% e 70%, 70% e 90% e 10% e 90% do PPF foram avaliadas. O T_PPF foi em média 1s menor (p < 0,0001), o IPF e a TAP entre 10% e 30% do PPF foram maiores (p < 0,0001, ambos) descalço comparados a marcha com tênis e coturno. Não foi observado diferença estatística nas outras variáveis estudadas nas três condições de teste, bem como em nenhuma variável na comparação entre tênis e coturno. Os calçados avaliados são eficientes em reduzir o impacto durante a marcha por atrasar em média 1 s o tempo em que o PPF foi atingido, reduzir o IPF e a TAP nos primeiros 30% do PPF.This study aimed at comparing shock absorption during gait while walking barefoot, tennis shoes and military boots. Twenty healthy soldiers without neurologic or musculoskeletal disorders were evaluated. Subjects walked 10 meters along a straight and level walkway at a comfortable speed in barefoot condition and using tennis shoes and military boots. Two force platforms (Bertec, EUA) were placed in serial at the middle of the walkway used to measure the ground reaction forces (GRF). The kinematic system (Qualysis, Sweden) was used to measure gait speed in each test condition. The first peak of force (FPF) of the vertical component of the GRF, time to reach to FPF (T_FPF), transient impact peak force (IPF) were evaluated and the weight acceptance rate at 10% to 30%, 30% to 50%, 50% to 70%, 70% to 90% and 10% to 90% of FPF. T_FPF was 1 s shorter (p < 0.0001), as well as IPF and weight acceptance rate at 10% to 30% in barefoot was higher (p < 0.0001, both) than tennis shoes and military boots gait patterns. None statistical difference was found in the others analyzed variables, even as in the tennis shoes and military boots comparisons. The analyzed footwear delayed the FPF impact during gait, reduce the IPF and the weight acceptance phase during 10% to 30% of FPF, being efficient in reduce impact forces during gait

Concurrent agreement between an anthropometric model to predict thigh volume and dual-energy X-Ray absorptiometry assessment in female volleyball players aged 14-18 years

© 2016 The Author(s).Background: A variety of performance outputs are strongly determined by lower limbs volume and composition in children and adolescents. The current study aimed to examine the validity of thigh volume (TV) estimated by anthropometry in late adolescent female volleyball players. Dual-energy X-ray absorptiometry (DXA) measures were used as the reference method. Methods: Total and regional body composition was assessed with a Lunar DPX NT/Pro/MD+/Duo/Bravo scanner in a cross-sectional sample of 42 Portuguese female volleyball players aged 14-18 years (165.2 ± 0.9 cm; 61.1 ± 1.4 kg). TV was estimated with the reference method (TV-DXA) and with the anthropometric method (TV-ANTH). Agreement between procedures was assessed with Deming regression. The analysis also considered a calibration of the anthropometric approach. Results: The equation that best predicted TV-DXA was: -0.899 + 0.876 × log10 (body mass) + 0.113 × log10 (TV-ANTH). This new model (NM) was validated using the predicted residual sum of squares (PRESS) method (R2PRESS = 0.838). Correlation between the reference method and the NM was 0.934 (95%CI: 0.880-0.964, Sy·x = 0.325 L). Conclusions: A new and accurate anthropometric method to estimate TV in adolescent female volleyball players was obtained from the equation of Jones and Pearson alongside with adjustments for body mass

Abscesso hepático por Tuberculose em paciente com HIV: um relato de caso / Liver abscess by Tuberculosis IN HIV patient: a case report

A tuberculose é uma doença infectocontagiosa causada pelo Mycobacterium tuberculosis, comum em países em desenvolvimento. Os acomentimentos pulmonares são as principais manifestações da doença, embora existam, também, manifestações extrapulmonares, as quais são mais comuns em pacientes imunocomprometidos, a exemplo dos pacientes coinfectados com o HIV. O abscesso hepático é a forma menos comum de lesão. Entretanto, quando analisadas as taxas de mortalidade e os resultados dos tratamentos, é uma das manifestações extrapulmonares com pior prognóstico. O caso relatado segue com o diagnóstico através dos sinais e sintomas clínicos, além da realização dos exames laboratoriais e de imagem, a fim de diagnosticar e indicar os tratamentos cirúrgico e medicamentoso para tratar a infecção e sua consequente manifestação

Efeitos do tipo de instalação no conforto térmico de equinos criados no Sertão Pernambucano

Objetivou-se comparar o conforto térmico proporcionado por três diferentes tipos de instalações para equinos criados no Sertão Pernambucano. Foram utilizados 18 equinos adultos, distribuídos aleatoriamente em três tipos de baias ou cercados. O delineamento experimental foi inteiramente ao acaso em esquema de parcelas subsubdivididas, sendo as parcelas compostas por três instalações (baias de alvenaria, cercados sombreados por árvores, cercados cobertos com telhado de fibrocimento). As subparcelas foram constituídas por nove semanas de monitoramento e as subsubparcelas formadas pelos três dias de avaliação em cada semana. As variáveis ambientais utilizadas foram temperatura ambiente, umidade relativa do ar e índice de temperatura e umidade (ITU); e como variáveis fisiológicas as frequências cardíaca e respiratória, temperatura retal e taxa de sudorese dos equinos. Nas três semanas em que se registrou as maiores temperaturas ambiente, em duas delas as temperaturas foram menores nos cercados sombreados por árvores. Já nas quatro semanas em que o ITU variou entre as instalações, os valores calculados para os cercados sombreados por árvores foram inferiores aos obtidos para as baias de alvenaria. Além disso, em seis das nove semanas de monitoramento os valores da frequência cardíaca dos equinos alojados nos cercados foram inferiores aos dos animais mantidos nas baias de alvenaria. Durante as nove semanas de monitoramento os equinos alojados nos cercados sombreados por árvores apresentaram menores temperaturas retais que os animais mantidos nas baias de alvenaria. Concluiu-se que os cercados sombreados por árvores promovem maior conforto térmico e, consequentemente, bem-estar aos equinos criados no sertão pernambucano

Phytosociological survey of spontaneous plant communities in a conventional corn crop area in the region of Carajás, Pará, Brazil

The presence of spontaneous plants in agricultural cultivation areas can result in damage to the crop of interest due to competition for natural resources and allelopathy, requiring systematic monitoring for an adequate cultivation management. In this way, the objective was to identify the spontaneous plant communities species in an area of a one-year fallow conventional corn crop in the southeastern of Pará state, in the Brazilian amazon. A phytosociological survey of the plants in the experimental area of the Technological Center of Family Agriculture (CETAF) was carried out, by applying the inventory square method with 1.0 m2, randomly launched twenty times in an area corresponding to 1.1 hectare. The phytosociological parameters analyzed were frequency, relative frequency, density, relative density, abundance, relative abundance and importance value index (IRI). It was found 19 species of spontaneous plants distributed in 11 botanical families, being, Euphorbiaceae (4), Asteraceae (3), Amaranthaceae (2) and Poaceae (2) the most representative in numbers of species sampled. The most important species were Sorghum arundinaceum (IRI = 55.70), Commelina benghalensis (IRI = 47.78) and Synedrella nodiflora (IRI = 42.39). A high diversity of spontaneous plants was verified, emphasizing the need for phytosociological surveys for the definition of integrated control practices in face of the type of cultivation system adopted

Body composition among long distance runners

OBJECTIVE: The current study aimed to examine the body composition of adult male ultra-trail runners (UTR) according to their level of participation (regional UTR-R, vs. national UTR-N). METHODS: The sample was composed of 44 adult male UTR (aged 36.5±7.2 years; UTR-R: n=25; UTR-N: n=19). Body composition was assessed by air displacement plethysmography, bioelectrical impedance, and dual-energy X-ray absorptiometry. In addition, the Food Frequency Questionnaire (FFQ) was applied. A comparison between the groups was performed using independent samples t-test. RESULTS: Significant differences between groups contrasting in the competitive level were found for chronological age (in years; UTRR: 38.8±8.2 vs. UTR-N: 33.5±4.1); body density (in L.kg-1; UTR-R: 1.062±0.015 vs. UTR-N: 1.074±0.009); and fat mass (in kg; UTR-R: 12.7±6.8 vs. UTR-N: 7.6±2.7). CONCLUSION: UTR-N were younger, presented higher values for body density, and had less fat mass, although no significant differences were found for fat-free mass. The current study evidenced the profile of long-distance runners and the need for weight management programs to regulate body composition.OBJETIVO: O presente estudo objetivou examinar a composição corporal dos corredores de ultra-trail (UTR) e, adicionalmente, comparar dois grupos de acordo com o nível de participação (Regional vs. Nacional, respectivamente UTR-R e UTR-N). MÉTODOS: A amostra foi composta por 44 corredores adultos masculinos (36,5±7,2 anos de idade; UTR-R: n=25; UTR-N: n=19). A composição corporal foi avaliada recorrendo à pletismografia de ar deslocado, bioimpedância elétrica e absorciometria de raios X de dupla energia. Adicionalmente, foi utilizado o Questionário de Frequência Alimentar. A comparação entre grupos foi realizada com base na prova t-student para amostras independentes. RESULTADOS: Foram encontradas diferenças significativas por nível de competição para as seguintes variáveis dependentes: idade cronológica (em anos; UTR-R: 38,8±8,2 vs. UTR-N: 33,5±4,1); densidade corporal (em kg/L; UTR-R: 1,062±0,015 L/kg vs. UTR-N: 1,074±0,009); massa gorda (em kg; UTR-R: 12,7±6,8 kg vs. UTR-N: 7,6±2,7). CONCLUSÃO: Os UTR-N tendem a ser mais jovens e apresentam valores superiores de densidade corporal e, consequentemente, valores menores de massa gorda, sendo a massa isenta de gordura semelhante entre os grupos. O presente estudo determinou o perfil dos corredores adultos masculinos de longa distância (ultra-trail), realçando a importância de uma cuidadosa regulação da massa corporal