Programa de Pós Graduação em Engenharia Civil

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Análise numérica do comportamento estrutural de pórtico de aço com ligação semirrígida
(Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2017-08-31) Fonseca, Nathalia Alves Dornellas; Moita, Gray Farias; Silva, Renata Gomes Lanna da; http://lattes.cnpq.br/1852330407141788; http://lattes.cnpq.br/2550201329788172; Gray Farias Moita; Renata Gomes Lanna da Silva; Cláudio José Martins; Armando César Campos Lavall
As ligações desempenham papel fundamental no comportamento global das estruturas de aço, pois influenciam na distribuição dos esforços internos e na estabilidade estrutural. Tradicionalmente, as ligações estruturais são consideradas na análise admitindo o comportamento como idealmente rotulado ou perfeitamente rígido, de forma a simplificar os cálculos e reduzir consideravelmente o tempo necessário para elaboração dos projetos. Entretanto, o comportamento da maioria das ligações se enquadra entre estes dois extremos, sendo do tipo semirrígido. O comportamento das estruturas em aço pode ser obtido por modelos numéricos, incluindo-se efeitos da não linearidade geométrica, do material e das ligações. O trabalho tem como objetivo apresentar um estudo do comportamento elastoplástico de um pórtico simples de aço com ligação com chapa de extremidade ajustada considerando os conceitos da Análise Avançada pelo programa LUSAS. Inicialmente, foram realizadas análises e calibrações dos resultados da ligação com chapa de extremidade ajustada. Os resultados obtidos na análise numérica da ligação foram satisfatórios quando comparados com os resultados da análise experimental. A curva momento x rotação relativa da ligação apresentou boa concordância dos resultados, indicando uma boa representatividade do comportamento. Posteriormente, esta ligação foi inserida no pórtico simples visando validar o modelo em elementos finitos tridimensional não linear realizado pelo programa. Os resultados obtidos na análise numérica do pórtico simples também foram consistentes. Conclui-se que a análise numérica tridimensional pode ser considerada um método de Análise Avançada e sua aplicação pode ser estendida a estudos detalhados do comportamento de estruturas mais complexas, na verificação da precisão de métodos simplificados de análise, na comparação com resultados experimentais e na obtenção de curvas momento x rotação relativa de ligações.
Desenvolvimento de um sistema de classificação baseado nos parâmetros de rigidez e resistência de ligações viga-pilar de estruturas de aço
(Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2017-04-27) Buonicontro, Lílian Mara Sales; Maia, Nilton da Silva; Silva, Renata Gomes Lanna da; http://lattes.cnpq.br/1852330407141788; http://lattes.cnpq.br/1959433482643214; Nilton da Silva Maia; Renata Gomes Lanna da Silva; Eliene Pires Carvalho; Armando César Campos Lavall
Atualmente, muitas pesquisas têm sido dedicadas ao estudo do comportamento das ligações e sua influência na resistência e na estabilidade estrutural. Essas pesquisas têm conduzido ao desenvolvimento de ferramentas de projeto para avaliação das propriedades mecânicas das ligações, e alguns manuais normativos já incluem procedimentos de análise que levam em consideração o seu comportamento semirrígido. O comportamento global das estruturas de aço depende, dentre outros fatores, do comportamento das ligações, que por sua vez depende diretamente da interação entre os elementos e os meios que as compõem: cantoneiras, chapas, soldas e parafusos, assim como as características geométricas dos perfis conectados. Dessa forma, torna-se necessário estabelecer limites e intervalos, baseados em parâmetros, para classificar os tipos de ligações, de forma a proporcionar uma escolha adequada da ligação, considerando o seu comportamento e, consequentemente, contribuir para o desenvolvimento de projetos estruturais mais confiáveis e econômicos. Visando a um conhecimento mais preciso no que se refere ao comportamento das ligações, a presente pesquisa tem por objetivos apresentar um estudo sobre os sistemas de classificação das ligações e propor um sistema de classificação não linear para uso no dimensionamento de estruturas. Os limites para a classificação em termos de rigidez foram estabelecidos levando-se em conta os comportamentos das estruturas nos estados limites últimos e de serviço e os limites para a classificação em termos de resistência levando-se em conta o estado limite último. A validade do sistema de classificação proposto foi confirmada pela análise do comportamento global de pórticos semirrígidos em exemplos numéricos, utilizando-se o programa de Lavall (1996) adaptado por Silva (2010), que realiza a análise elastoplástica avançanda de estruturas de aço. O sistema de classificação mostrou ser mais simples e mais preciso que os outros sistemas de classificação existentes.
Detecção de danos em vigas de aço por meio da análise do espectro de frequências
(Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2020-02-19) Campos, Maíra Rolla; Martins, Cláudio José; http://lattes.cnpq.br/2395411911546232; Cláudio José Martins; Lineker Max Goulart Coelho; Walnório Graça Ferreira
As estruturas podem sofrer processos de deterioração decorrentes de diversos fatores, como falhas nos processos construtivos, utilização de materiais de baixa qualidade, ausência de manutenção adequada e degradações naturais ao longo da vida útil. A identificação destes danos é de grande importância na engenharia, pois auxilia na aplicação de medidas corretivas garantindo a segurança estrutural. Uma das formas de monitorar a integridade estrutural (SHM - Structural Health Monitoring) consiste em observar as alterações nos parâmetros modais (frequências naturais, taxas de amortecimento e modos de vibração) das estruturas ao longo do tempo. Nesse contexto, esse trabalho visa avaliar a sensibilidade das alterações nas frequências naturais, obtidas por ensaios dinâmicos simplificados em conjunto com a técnica de identificação estocástica FDD (Frequency Domain Decomposition), na identificação de danos em estruturas. Para isso, foram realizados ensaios experimentais em vigas de aço de seção I, introduzindo danos correspondentes a aproximadamente 2,25%, 8,15%, 16,3%, 21,36% e 24,25% de redução de área da seção transversal. Posteriormente, foi efetuado o processamento de sinais para determinação das frequências naturais e taxas de amortecimento. As análises realizadas demonstraram o potencial do uso de ensaios simples, rápidos e econômicos para determinação das frequências naturais e a utilização destas como indicador de danos nas estruturas.
Determinação das propriedades mecânicas das ligações viga-pilar com chapas de extremidade estendida visando à análise pelo método dos componentes
(Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2017-08-24) Mendes, Frederico Tadeu Castro; Martins, Cláudio José; Silva, Renata Gomes Lanna da; http://lattes.cnpq.br/1852330407141788; http://lattes.cnpq.br/2395411911546232; Cláudio José Martins; Renata Gomes Lanna da Silva; Péter Ludvig; Armando Cesar Campos Lavall
Tradicionalmente, o comportamento das ligações é idealizado como rígido ou rotulado para facilitar a análise e o dimensionamento estrutural. Contudo, a maioria das ligações metálicas apresenta comportamento do tipo semirrígido, situado entre esses dois casos extremos. O conhecimento do comportamento real das ligações viga-pilar proporciona o estabelecimento de novas recomendações de projeto para a determinação das suas propriedades mecânicas e, consequentemente, o desenvolvimento de procedimentos de projeto de estruturas que considerem essa hipótese. As ligações entre vigas e pilares têm grande influência no comportamento global das estruturas, seja com relação à rigidez, à resistência ou à estabilidade. A incorporação dessas ligações na análise estrutural exige uma representação de curvas momento-rotação relativa, capaz de descrever o seu comportamento mediante a ação de esforços solicitantes, principalmente a transmissão de momento fletor. Este trabalho tem como objetivo o estudo do comportamento semirrígido de ligações viga-pilar, a partir do modelo mecânico via Método dos Componentes, presente no EN 1993 1 8: 2005, visando à determinação da curva momento x rotação relativa em função dos parâmetros de rigidez, resistência e capacidade rotacional de ligações parafusadas com chapa de extremidade estendida e enrijecedores transversais na alma do pilar. Procedimentos de análises para avaliação desses parâmetros também são apresentados utilizando os critérios da ABNT NBR 8800: 2008 complementada, quando necessário, por normas e recomendações, nacionais e/ou internacionais. Constata-se que, a norma brasileira proporciona um dimensionamento mais conservador da ligação em comparação com os resultados obtidos pela norma europeia. Finalmente, um exemplo numérico de um pórtico plano com ligação viga-pilar com chapa de extremidade estendida e enrijecedores transversais na alma do pilar, variando-se apenas a espessura da chapa, é analisado, visando avaliar a influência do comportamento dessas ligações na distribuição dos esforços solicitantes nos elementos estruturais, nos deslocamentos nodais e na estabilidade global da estrutura. Conclui-se que, embora seja comum entre projetistas considerar as ligações com chapas de extremidade estendida como rígidas, a resposta estrutural dessas ligações pode ser bem diferente do comportamento idealizado.
Estudo da influência das tensões e das deformações por cisalhamento em pórticos planos de aço via análise avançada
(Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2022-02-18) Machado, Isabella Caroline Vieira; Silva, Renata Gomes Lanna da; http://lattes.cnpq.br/1852330407141788; Renata Gomes Lanna da Silva; Lineker Max Goulart Coelho; Armando Cesar Campos Lavall; William Taylor Matias Silva
O aço é um material amplamente utilizado em projetos estruturais e, atualmente, vários estudos vêm sendo desenvolvidos para apresentar softwares que utilizam Análise Avançada com o intuito de fornecer resultados mais condizentes com o comportamento real das estruturas e possibilitar o dimensionamento aproveitando a maior capacidade de carga do sistema estrutural. Muitos trabalhos baseiam-se na teoria clássica de Bernoulli-Euler, mas para o caso de barras curtas e para perfis metálicos do tipo I, uma análise mais rigorosa, que incluam os efeitos do cisalhamento, aplicando a hipótese cinemática de Timoshenko e a interação da tensão normal e da tensão de cisalhamento na plastificação da seção transversal, tornam-se necessárias. O objetivo do presente trabalho é apresentar um estudo do comportamento de pórticos planos de aço considerando a influência das deformações por cisalhamento utilizando os conceitos da Análise Avançada. A metodologia numérica proposta leva em conta o escoamento gradual do aço na seção transversal e ao longo do comprimento das barras e os efeitos de segundaordem P-∆ e P-δ. A inclusão dos efeitos causados pelas tensões de cisalhamento na plastificação das barras é realizada por implementação do modelo de von Mises no software PPLANLEP. A partir de modelos numéricos pode-se visualizar um adequado funcionamento do software para realizar análises elastoplásticas de segunda ordem. Além disso, foram observados que em modelos pouco submetidos à força cortante, as capacidades de carga dos sistemas estruturais não sofreram alterações ao considerar o critério de falha de von Mises. Porém, para vigas, especialmente as mais curtas, a consideração da interação entre tensões normal e de cisalhamento acarretaram em menores capacidades de carga, com variação entre 1 e 8,5% de acordo com a relação L/h analisada, quando comparadas aos resultados considerando somente tensões normais.
Verificação da aderência entre aço e concreto com a utilização de agregado graúdo reciclado
(Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2017-08-23) Campos Filho, Ricardo Dias; Maia, Nilton da Silva; Rodrigues, Conrado de Souza; http://lattes.cnpq.br/2053934196878623; http://lattes.cnpq.br/1959433482643214; Nilton da Silva Maia; Conrado de Souza Rodrigues; Flávia Spitale Jacques Poggiali; White José dos Santos
A aderência entre o aço e o concreto é a propriedade que garante a eficácia do concreto armado. As normas brasileiras não permitem que os concretos produzidos para fins estruturais tenham agregados reciclados. Porém diversos países já utilizam dessa tecnologia. Sendo assim, o principal objetivo desse trabalho é estudar o comportamento da aderência aço concreto em concretos produzidos com agregado graúdo reciclado que apresente resistência à compressão maior que 25 MPa. Para tanto,o agregado reciclado foi caracterizado, também foram realizados ensaios para caracterização das propriedades mecânicas do concreto: resistência à compressão uniaxial, módulo de elasticidade estático e resistência à tração por compressão diametral. Para avaliação da tensão de aderência foram realizados ensaios de arrancamento direto e ensaio de barras confinadas. Foram moldados corpos de prova com utilização de agregado graúdo convencional, e com 25%, 50% e 100% de substituição do agregado graúdo convencional por reciclado. Os resultados para os ensaios de barras confinadas não satisfizeram a norma NBR 7477 (1982), apresentando um número de fissuras menor que o estabelecido. Os resultados obtidos nos ensaios de arrancamento foram satisfatórios e apresentaram variações coerentes com o apresentado pela literatura. Apesar dos concretos produzidos com agregado graúdo reciclado não apresentarem prejuízos em relação a tensão de aderência ainda é preciso melhorar as condições de produção do agregado reciclado, para se obter um material com menor percentual de cerâmica vermelha.

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