Navegando por Autor "Alves, Vinicius Nicchio"

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Análise da aplicação do Método da Seção Efetiva em colunas tipo rack com perfurações.
(2017) Theodoro, Dário Lúcio Vale; Sarmanho, Arlene Maria Cunha; Souza, Flávio Teixeira de; Sarmanho, Arlene Maria Cunha; Alves, Vinicius Nicchio; Mazon, Ana Amélia Oliveira
Os perfis formados a frio com perfurações são bastante empregados na construção civil e em sistemas de armazenagem. As perfurações são necessárias para a montagem das estruturas ou para criar caminho para instalações. As seções estão sujeitas aos modos de flambagem local, distorcional e global. Um estudo paramétrico foi realizado, analisando o comportamento das colunas com perfurações ao longo do comprimento, submetidas à compressão centrada, restrita ao modo local de instabilidade, em seções compostas por placas esbeltas e colunas curtas. Os resultados numéricos foram obtidos usando o Método dos Elementos Finitos, com a utilização do programa (ANSYS, 2011). Analisou-se a aplicação do Método da Seção Efetiva (ABNT NBR 14762, 2010), considerando o efeito das perfurações, o valor do coeficiente de flambagem local foi reduzido em relação à seção completa em função das características geométricas dos furos. Para a aplicação deste método em colunas perfuradas, foi necessário fazer a verificação da área efetiva. Para isso foram propostas três equações e foi analisado o intervalo de aplicação em função da altura dos furos. Essas equações consideram o efeito do modo localizado de placas. Os resultados das três equações foram comparados com os resultados obtidos com o Método dos Elementos Finitos. Os valores calculados pelo Método da Seção Efetiva resultou em valores próximos comparados com os resultados numéricos, em seções perfuradas submetidas à compressão centrada, analisando o modo local de instabilidade.
Análise da influência das dimensões de perfurações em perfis formados a frio tipo U enrijecidos sujeitos à flambagem distorcional submetidos à compressão centrada.
(2021) Oliveira, Letícia Caroline Policarpo; Souza, Flávio Teixeira de; Sarmanho, Arlene Maria Cunha; Souza, Flávio Teixeira de; Sarmanho, Arlene Maria Cunha; Alves, Vinicius Nicchio; Russo, Mário Luís Cabello
Os perfis formados a frio apresentam-se como resposta para variados tipos de sistemas estruturais, visto que o desenvolvimento da indústria metálica no mundo torna contínua a busca por estruturas mais leves, econômicas, eficientes e racionais. A elevada relação largura/espessura (esbeltez local) acentua a ocorrência de fenômenos de instabilidade, tais como modos local, distorcional e global, isolados ou em interação, que ocorre quando as cargas críticas coincidem ou apresentam valores próximos. Quando há interação entre esses modos, aumenta-se a complexidade para dar um prognóstico da capacidade de carga e do comportamento do elemento estrutural. Com o crescente uso dos perfis formados a frio, tornase necessário um estudo aprofundado para entender como esses fenômenos interferem na capacidade resistente desse tipo de perfil. O objetivo deste trabalho é avaliar a influência das perfurações na estabilidade e na força axial de compressão resistente dos perfis formados a frio do tipo U enrijecido sujeitos à flambagem distorcional, quando submetidos a uma força de compressão, por meio de métodos numéricos e teóricos adaptados para considerar as perfurações. Na presente pesquisa, foram analisados 4 grupos de perfis U enrijecidos, em cinco situações diferentes: perfil sem furos e com furos de comprimento igual a 20%, 40%, 60% e 80% da largura da alma (bw), sendo eles posicionados a uma distância da aresta alma/flange igual a 20% de bw, espaçados a uma distância de 40% de bw e com largura equivalente a 10% de seu comprimento. Como principais conclusões pode-se ressaltar que o método proposto por Sales apresentou melhores resultados e que não há uma variação expressiva para o valor característico da força axial de compressão resistente para o método de MOEN 2, quando se varia a altura do furo.
Análise da influência dos contraventamentos em painéis de sistemas de armazenagem.
(2021) Dias, Otávio Teixeira; Sarmanho, Arlene Maria Cunha; Alves, Vinicius Nicchio; Sarmanho, Arlene Maria Cunha; Alves, Vinicius Nicchio; Mesacasa Junior, Enio Carlos; Souza, Flávio Teixeira de
Os sistemas de armazenagem industrial, ou racks, são estruturas utilizadas para armazenar e distribuir produtos manufaturados. Em geral, eles são fabricados em perfil formado à frio, de chapa fina, que garante aos perfis boa relação massa/resistência, flexibilidade da forma da seção transversal, além de facilidade de produção, manuseio e transporte. Nos Racks, a estabilidade no plano transversal está relacionada aos painéis contraventados, também chamados de montantes. O objetivo deste trabalho é analisar a influência dos contraventamentos e diferentes arranjos no comportamento e resistência dos montantes que formam o sistema de armazenagem. Para tanto, foi desenvolvida uma campanha experimental que determinou a capacidade de carga axial de montantes, com colunas de seção transversal do tipo rack, considerando variações no comprimento, nas condições de apoio e na disposição dos contraventamentos, através da montagem alternativa do ensaio de compressão descrito na norma BS EN 15512 (2009). Os resultados indicaram a dominância da flambagem distorcional como modo de falha, com características abruptas, além de pouca influência das condições de apoio na capacidade de carga dos protótipos. As alterações realizadas na configuração dos contraventamentos não são se mostraram suficientes para amenizar a falha, entretanto permitiram o crescimento da capacidade resistente. Outrossim, os ensaios realizados indicaram mecanismos de instabilidade que propiciaram estudos adicionais e a proposição de um aparato de enrijecimento da coluna, aumentando a carga de flambagem quanto ao modo distorcional. Foram determinadas a capacidade de carga experimentais de colunas isoladas e montantes com os aparatos de travamento propostos. Além da capacidade de carga, foram analisados os modos de instabilidade e sua relação com a carga última dos protótipos, através da análise dos deslocamentos das colunas. Notou-se que a utilização do aparato de travamento induz a falha no menor comprimento destravado, ocasionado pela mudança na seção transversal da coluna, que passa a se comportar como uma seção fechada na região onde esses elementos são fixados.
Análise de flambagem distorcional em perfis formados a frio com seção do tipo U enrijecido com variação da posição e da largura das perfurações.
(2023) Pereira, Aline Fatima Nascimento; Souza, Flávio Teixeira de; Sarmanho, Arlene Maria Cunha; Souza, Flávio Teixeira de; Sarmanho, Arlene Maria Cunha; Russo, Mário Luís Cabello; Alves, Vinicius Nicchio
O uso dos Perfis Formados a Frio na construção civil possibilita vantagens econômicas intrínsecas à sua leveza, versatilidade e rapidez de produção e execução. No entanto, a esbeltez característica dos mesmos poderá agravar fenômenos de instabilidade que interferem na sua capacidade resistente. Isso aliado a inserção de furos na alma dos perfis para a passagem de dutos para sistemas construtivos e para a fixação de elementos estruturais interfere na resistência e gera a necessidade de conferência da flambagem distorcional, calculada pelo Método da Resistência Direta que consta no Anexo C da ABNT NBR 14762. Sendo assim, o presente trabalho avalia a influência da largura e da posição dos furos em Perfis Formados a Frio do tipo U enrijecido submetidos à compressão centrada e sujeitos à flambagem distorcional. Realizou-se a análise linear para perfis sem perfurações através da Teoria Generalizada de Vigas por meio do software GBTul. Em sequência, utilizou-se a área líquida da seção para a análise teórica através das formulações retiradas do Método da Resistência Direta e foi feita a análise numérica não linear baseada no Método dos Elementos Finitos via software ANSYS, para perfis com e sem furos. Os valores das forças axiais de compressão resistentes pelos dois métodos foram comparados e seus resultados demonstraram que quanto maiores os furos, maior a redução da resistência. Conclui-se que a existência de uma ou duas linhas de furos não é um critério de grande relevância, uma vez que os resultados ficaram muito próximos. Por fim, verifica-se que há uma boa correlação entre os resultados numéricos e analíticos, o que indica a validação do método utilizado.
Análise de ligações tipo luva sob compressão.
(2019) Oliveira, Matheus Miranda de; Sarmanho, Arlene Maria Cunha; Amparo, Lucas Roquete; Sarmanho, Arlene Maria Cunha; Amparo, Lucas Roquete; Carvalho, Hermes; Alves, Vinicius Nicchio
A utilização de perfis tubulares de aço na construção metálica é difundida como uma alternativa aos tradicionais perfis abertos e em algumas aplicações é a mais viável. Nesse contexto, tem-se buscado facilitar a execução, montagem e manutenção, bem como reduzir custos e melhorar o design das estruturas. Assim, esse trabalho apresenta estudos sobre um novo tipo de emenda entre perfis tubulares de seção circular aplicado a sistemas treliçados, a ligação tipo luva. A ligação explorando a eficiência quanto a resistência a tração e compressão dos perfis tubulares, bem como seu apelo estético. A ligação luva é composta por dois tubos de seção circular ligados por parafusos passantes a um terceiro tubo interno e também de seção circular e com menor diâmetro. A ligação permite uma harmonia na continuidade do perfil, tornandose uma ligação que induz esteticamente a uma continuidade das barras ligadas na estrutura real. Algumas pesquisas anteriores avaliaram a ligação luva com parafusos passantes e com a furação alinhada e cruzada sob força axial de tração. Neste trabalho avaliou-se o comportamento da ligação luva sob compressão. Foi desenvolvido um modelo numérico em elementos finitos utilizando o programa computacional ANSYS, permitindo a análise numérica com variações de diversas características geométricas da ligação. As análises numéricas/paramétricas propiciaram a identificação dos possíveis modos de falha da ligação, sendo eles: escoamento da seção bruta, flexão nos parafusos, cisalhamento do parafuso e ovalização dos furos. Além disso, pôde-se estudar parâmetros geométricos limites para o dimensionamento e utilização da luva sob compressão. Ao final foi possível propor e avaliar formulações existentes para a determinação da capacidade resistente da ligação atestando sua eficiência e aplicabilidade.
Análise de painéis contraventados de sistemas de armazenagem industriais.
(2018) Elias, Guilherme Cássio; Sarmanho, Arlene Maria Cunha; Souza, Flávio Teixeira de; Alves, Vinicius Nicchio; Silva, Andre Tenchini da; Sarmanho, Arlene Maria Cunha
Os sistemas de armazenagem industrial, conhecidos também como racks, são estruturas utilizadas para armazenar produtos manufaturados. São fabricados em perfis formados a frio com chapas finas, que em função da versatilidade, economia e leveza são adequados à fabricação dos elementos que compõem os sistemas. No sistema de armazenagem a estabilidade do conjunto no plano transversal está associada a painéis contraventados. O objetivo deste trabalho é a realização de análises teóricas e experimentais dos painéis contraventados de sistemas de armazenagem, constituídos por colunas formadas por perfis formados a frio cuja seção transversal é do tipo rack. Foi avaliada a influência dos contraventamentos nos painéis quando comparados às colunas isoladas, ou seja, sem os contraventamentos. Foram analisados 198 ensaios experimentais, dentre painéis contraventados e colunas isoladas, realizados no Laboratório de Estruturas Prof. Altamiro Tibiriçá Dias (DECIV/EM/UFOP) e as cargas últimas experimentais obtidas foram comparadas entre as seções transversais e comprimentos considerados. Além da capacidade de carga, foram analisados também os deslocamentos relacionados aos modos de flambagem observados nos protótipos, pois devido à elevada esbeltez característica dos perfis formados a frio, estes ficam sujeitos aos fenômenos de instabilidade local, global e distorcional, assim como o acoplamento entre os modos. A análise teórica das colunas foi realizada considerando adaptações de prescrições normativas e os valores encontrados de capacidade de carga foram comparados com os resultados experimentais. Da análise dos deslocamentos e cargas últimas experimentais, observou-se que o comprimento total da coluna e o comprimento destravado dado pela posição dos contraventamentos são fatores que influenciam diretamente nos modos de flambagem. Além disso, a análise teórica considerando adaptações normativas ressaltou a necessidade de novas curvas de flambagem que considerem as perfurações nas seções transversais das colunas, a forma da seção transversal (tipo rack) e o acoplamento entre os modos de flambagem, e o mesmo para os painéis contraventados, cuja fixação dos contraventamentos não é levada em consideração nos projetos.
Análise experimental da utilização de concreto ensacado como reforço em perfis tubulares de aço.
(2019) Silva, Matheus de Souza e; Souza, Flávio Teixeira de; Sarmanho, Arlene Maria Cunha; Souza, Flávio Teixeira de; Sarmanho, Arlene Maria Cunha; Alves, Vinicius Nicchio; Nunes, Gabriel Vieira; Russo, Mário Luís Cabello
Com o crescimento da construção civil, faz-se necessária a elaboração de materiais industrializados, a fim de minimizar os custos e reduzir os desperdícios, aumentando a produtividade e a confiabilidade do produto. O concreto ensacado é uma mistura feita em laboratório, seguindo ensaios rigorosos parametrizados pelas normas da ABNT, gerando um produto de maior confiabilidade. Vem como alternativa para canteiro de obras mais limpo, evitando assim perdas de material, erros no traço, baixa resistência à compressão e os demais problemas enfrentados no concreto moldado “in loco”. O aço vem ganhando espaço no mercado brasileiro devido às inúmeras vantagens apresentadas, tais como a execução rápida, leveza do material e redução de desperdícios. Este trabalho busca associar o concreto ensacado ao aço, tendo o foco em perfil tubular, de modo a verificar o aumento na resistência de um protótipo misto aço/concreto. Para isso foram ensaiados 12 corpos de provas, sendo feita a associação de 9 protótipos constituídos pelo tubo SAE 1020 com 300 mm de comprimento, sendo pilar curto para eliminar a flambagem global, 100 mm de diâmetro e espessura 2 mm associado ao concreto ensacado com resistência mínima de 20 MPa, e 3 protótipos não preenchidos de concreto. Os perfis mistos passaram por ensaio de compressão para avaliar a respectiva resistência, sendo a carga aplicada apenas no aço para todos os corpos de prova. Foram elaborados corpos de prova simples e corpos de prova com parafusos que funcionam como conectores de reforço, para avaliar a influência destes, no comportamento e resistência dos protótipos. Foi observado que os conectores aumentaram a resistência dos protótipos. A comparação entre resultados experimentais e prescrições normativas indicaram que a inclusão dos conectores melhorou a aderência, o que justifica o ganho de resistência do protótipo.
Análise numérica da influência das dimensões de perfurações em perfis formados a frio do tipo rack submetidos à compressão centrada sujeitos à flambagem distorcional.
(2021) Pinto, Ramon Albis Rodrigues; Souza, Flávio Teixeira de; Sarmanho, Arlene Maria Cunha; Souza, Flávio Teixeira de; Sarmanho, Arlene Maria Cunha; Alves, Vinicius Nicchio; Russo, Mário Luís Cabello
Constantemente torna-se necessária a realização de perfurações em perfis de aço formados a frio. Este trabalho teve o objetivo de avaliar como o comportamento estrutural desses perfis é influenciado pelas dimensões e posição das perfurações, bem como obter valores de forças axiais resistentes de compressão associada ao modo distorcional, via Método dos Elementos Finitos e compará-las a valores obtidos por uma extensão ao Método da Resistência Direta, presente em normas brasileiras. Dessa forma, foram trabalhadas análises numéricas pela Teoria Generalizada de Vigas, via software GBTul e pelo Método dos Elementos Finitos, via ANSYS, para obtenção da força resistente em função dos modos de instabilidade possíveis. Devido às características da seção transversal estudada, rack, e das condições de contorno definidas, buscaram-se formas para que o modo distorcional fosse o governante. Sabendo, por meio de pesquisas anteriores que perfurações influenciam no comportamento de placas, foram realizadas variações nas larguras e comprimentos de furos retangulares nas almas dos perfis, além de diversificações das linhas de furos. Estudou-se dois métodos e um apresentou boas correlações quando comparado a resultados obtidos pelo Método Dos Elementos Finitos, apresentando uma divergência média de 6,1%. Verificou-se que as dimensões das larguras dos furos reduzem a resistência em uma proporção maior que o comprimento deles. Além disso, perfis com uma linha de furo apresentaram maiores resistências do que aqueles com duas linhas e, para essa última configuração, linhas de furos mais distantes das bordas também apresentaram maiores valores de resistência.
Análise numérica da influência de furos com borda enrijecida na flambagem da alma em perfis formados a frio do tipo rack.
(2023) Ferreira, Guilherme Henrique; Souza, Flávio Teixeira de; Sarmanho, Arlene Maria Cunha; Souza, Flávio Teixeira de; Sarmanho, Arlene Maria Cunha; Alves, Vinicius Nicchio; Russo, Mário Luís Cabello
A utilização de perfis formados a frio pela construção civil e pela indústria tem crescido devido ao seu processo de fabricação produzir peças leves, econômicas e versáteis. O seu uso geralmente requer perfurações nos elementos para viabilizar o encaixe entre peças estruturais e a passagem de sistemas complementares como elétrico, hidráulico e incêndio. Entretanto, estudos apontam que essas aberturas reduzem a capacidade resistente dos perfis. Com o intuito de combater a perda de resistência provocada pelas perfurações tem-se desenvolvido trabalhos que consideram enrijecedores de borda nos furos. Porém, o seu impacto na resistência dos perfis ainda é pouco compreendido, o que pode limitar o seu uso devido à ausência de confiabilidade e replicabilidade dos cálculos. Além disso, as normas vigentes não consideram de maneira concisa a influência dos furos e dos enrijecedores em perfis formados a frio. Por ser uma configuração nova que pode interferir no dimensionamento e no emprego de perfis formados a frio, esta temática demanda novas pesquisas. Assim, o objetivo deste trabalho é avaliar, via método dos elementos finitos, a influência dos enrijecedores de borda simples e duplo na flambagem entre furos em perfis formados a frio do tipo rack com perfurações submetidos à compressão centrada. Utiliza-se um modelo numérico analisado através da Teoria Generalizada de Vigas via GBTul e da análise não linear com base no Método dos Elementos Finitos via ANSYS. A análise consiste em comparar os resultados obtidos por perfis sem perfuração aos alcançados por perfis perfurados: sem enrijecedor, com enrijecedor simples e duplo. Os resultados indicaram que as Cargas Crítica e Última são reduzidas com as perfurações. Os perfis com enrijecedor (simples e duplo) tiveram comportamento similar e em determinado intervalo, obtiveram Carga Crítica superior ao modelo sem furos. Ambos apresentaram Cargas Crítica e Última superiores ao modelo com furo não enrijecido. Ao aumentar a altura das aberturas ocorreu a transição da flambagem local para flambagem entre furos. Os enrijecedores de borda retardaram essa transição, sendo o duplo mais efetivo.
Análise numérica de ligações do sistema de armazenagem industrial.
(2018) Machado, Ana Paula Magalhães; Souza, Flávio Teixeira de; Sarmanho, Arlene Maria Cunha; Souza, Flávio Teixeira de; Sarmanho, Arlene Maria Cunha; Alves, Vinicius Nicchio; Russo, Mário Luís Cabello
Os sistemas de armazenagem do tipo rack são constituídos por perfis formados a frio, as colunas apresentam perfurações ao longo da alma criando facilidade e rapidez na ligação com a coluna. Essa ligação é feita através de uma garra dentada soldada na extremidade da longarina. A presente pesquisa apresenta um estudo numérico dessa ligação garra - coluna caracterizada pela conexão da garra na coluna, sem a utilização de parafusos, com a garra encaixando-se nos furos da coluna. Os elementos da ligação foram estudados através do programa computacional ANSYS, considerando o método dos elementos finitos e utilizando análise não linear. A análise do comportamento do sistema e o cálculo da rigidez da ligação foram norteadas por meio das prescrições do RMI 2008. Visto que as peças do modelo são perfis formados a frio e, em geral, esses perfis são afetados pelas tensões residuais o modelo numérico foi examinado em três situações. Situação 1: Nenhum elemento afetado pelas tensões residuais; Situação 2: Todos os elementos afetados pelas tensões residuais; Situação 3: Apenas a garra afetada pelas tensões residuais. Os resultados numéricos foram comparados com os experimentais de Miranda (2011). Após a análise das três situações observa-se que a situação 3 apresenta um valor de carga última bem definido e boa aproximação entre os resultados obtidos numericamente e experimentalmente.
Análise numérica de ligações em sistemas de armazenagem industrial.
(2019) Escanio, Lucas Alves; Sarmanho, Arlene Maria Cunha; Alves, Vinicius Nicchio; Sarmanho, Arlene Maria Cunha; Alves, Vinicius Nicchio; Souza, Flávio Teixeira de; Cury, Alexandre Abrahão
Sistemas de armazenagem tipo porta-pallets são utilizados em edificações industriais, armazéns e supermercados para a armazenagem de diferentes tipos de produtos. Estas estruturas são compostas geralmente por perfis de aço formados a frio, sendo suas colunas formadas por seções com perfurações ao longo de seu comprimento para possibilitar o encaixe das ligações. Esta conexão entre a coluna e o pilar se dá, geralmente, por ligações sem parafusos ou solda. Devido aos diferentes tipos de geometria das vigas e dos conectores, o desenvolvimento de modelos teóricos generalizados se torna inviável. Na busca de maior entendimento sobre essa ligação, neste trabalho foram analisadas as conexões em sistema de armazenagem tipo portapallets através do seu comportamento e rigidez. Para realizar o estudo da ligação, foi desenvolvido um modelo numérico. Para atestar que o modelo era compatível, com o comportamento real, os resultados numéricos foram comparados com resultados experimentais de ensaios realizados anteriormente no Laboratório de Estruturas “Prof. Altamiro Tibiriçá Dias” seguindo os procedimentos do RMI (2012) e EN15512 (2009). O estudo numérico foi realizado via software que utiliza elementos finitos (ANSYS). Os modelos apresentaram boa correlação com os dados dos experimentos. Foi possível observar que o modelo perde sua linearidade quando toda a seção da dobra do segundo dente do conector se encontra totalmente plastificada e que todos os mecanismos de falha e de colapso ocorrem exclusivamente no conector de extremidade. No modelo numérico calibrado, foi realizado uma análise paramétrica. Realizando uma análise do comportamento do modelo foi possível identificar a contribuição de cada dente na rigidez da ligação, e que impedindo que estes sejam solicitados de forma independente, ocorre um aumento significativo na rigidez da ligação.
Análise numérica de ligações parafusadas semirrígidas em perfis formados a frio.
(2018) Castro, Emerson Cardoso de; Souza, Flávio Teixeira de; Sarmanho, Arlene Maria Cunha; Souza, Flávio Teixeira de; Sarmanho, Arlene Maria Cunha; Alves, Vinicius Nicchio; Nunes, Gabriel Vieira
As ligações têm um papel importante no desempenho estrutural, elas promovem a união entre partes na estrutura e são capazes de transmitir esforços (como momento fletor, esforços cisalhante e normal) entre os vários elementos estruturais. Assim as ligações idealizadas, rígidas ou flexíveis, apresentam respostas estruturais diferentes dos resultados obtidos através da condição real, em que as ligações transmitem momentos ou são submetidas a algum tipo de rotulação, caracterizando assim ligações com rigidezes intermediárias. Com intuito de estudar o comportamento de uma tipologia de ligação semirrígida utilizada para conectar uma coluna em seção tipo “I” a vigas de seção tipo “caixa”, esta pesquisa estendeu ao estudo realizado através de ensaios experimentais, para avaliar o comportamento da ligação viga-coluna semirrígida através de análise numérica por meio do programa ANSYS. Foram analisados nessa pesquisa dois protótipos, um sem enrijecedores de coluna e outro com enrijecedores de coluna. A modelagem se deu no âmbito tridimensional através da reprodução via programa, do ensaio experimental. Para melhor previsão do comportamento da ligação, foram inseridas ao modelo a não linearidade física e geométrica. Foram obtidas as curvas forçadeslocamento e a evolução das tensões de von Mises para os diferentes componentes dos protótipos. Os resultados indicaram a viabilidade da análise numérica para ligação proposta.
Análise numérica de ligações soldadas entre pilar de seção RHS e viga de seção “I”.
(2021) Barros, Henrique Teixeira Godoi de; Sarmanho, Arlene Maria Cunha; Alves, Vinicius Nicchio; Sarmanho, Arlene Maria Cunha; Alves, Vinicius Nicchio; Lima, Luciano Rodrigues Ornelas de; Nunes, Gabriel Vieira
As seções tubulares apresentam características mecânicas que as credenciam para aplicação em diferentes tipos de estruturas. Tradicionalmente empregadas em coberturas espaciais, a utilização de colunas tubulares associadas as vigas de seção “I” é uma alternativa crescente em concepções de pórticos estruturais. No dimensionamento dessas ligações, a consideração da rigidez inicial é uma etapa importante considerando-se sua influência nos deslocamentos e esforços internos da estrutura. As normas nacionais e internacionais ainda não apresentam a abordagem dessas ligações, quanto a rigidez. Nesse contexto, foram analisadas ligações soldadas, tipo T , uniplanar entre perfil tubular retangular e viga de seção “I”, considerando flexão no plano. O estudo foi realizado através de análises numéricas, via método dos elementos finitos (MEF), em um software comercial (ANSYS). A calibração do modelo numérico foi realizada com resultados experimentais. Após a validação do modelo, foi realizado um estudo paramétrico variando as dimensões da seção transversal do tubo (espessura, comprimento da parede frontal e lateral) e da viga (largura do flange,altura da alma e comprimento) para verificar a influência desses parâmetros geométricos na rigidez inicial da ligação. Os resultados foram utilizados na elaboração de uma equação para a rigidez inicial e na proposição de uma adaptação ao Método das Componentes, de acordo com as diretrizes propostas pelo Eurocode 3.
Análise numérica paramétrica de ligações do tipo "T" com carga no banzo.
(2020) Silva Neto, João Batista da; Sarmanho, Arlene Maria Cunha; Nunes, Gabriel Vieira; Sarmanho, Arlene Maria Cunha; Nunes, Gabriel Vieira; Alves, Vinicius Nicchio; Lima, Luciano Rodrigues Ornelas de
As diversas aplicabilidades do aço e seu grande uso tornaram este material economicamente e tecnicamente viável na indústria da construção civil. Dentre suas vantagens destaca-se a elevada resistência mecânica, a facilidade de montagem e a relação custo-benefício. Desta forma, neste trabalho, realizou-se um estudo sobre ligações tubulares do tipo “T”, muito presente em estruturas treliçadas de coberturas e passarelas. As ligações estudadas são formadas por uma combinação de um montante circular, sujeito a um carregamento de compressão, e um banzo retangular, carregado axialmente com esforços de tração ou compressão. Visando uma adequação das equações normativas de dimensionamento das ligações, realizou-se uma análise numérica paramétrica a partir da construção e validação de modelos tridimensionais desenvolvidos em um programa de elementos finitos. A partir de um conjunto de dados, curvas e superfícies de regressão permitiram a proposição de novas equações para o fator de redução de capacidade resistente das ligações devido à carga aplicada no banzo. Os valores da capacidade resistente obtidos numericamente foram comparados com os calculados por meio das equações analíticas recomendadas pelas atuais normas de projeto e também com as equações propostas. Na compressão percebeu-se uma divergência maior dos valores utilizando-se as equações normativas do que a equação proposta, enquanto que, na tração, não houve diferença significativa entre os resultados encontrados pelas equações. Além disso, para os modelos não contemplados pelas prescrições normativas, as equações propostas demonstraram boa correlação e pouca dispersão.
Análise via método dos elementos finitos de pisos mistos de pequena altura - slim floor.
(2019) Soares, Lorena Cristine; Paula, Geraldo Donizetti de; Souza, Flávio Teixeira de; Paula, Geraldo Donizetti de; Souza, Flávio Teixeira de; Alves, Vinicius Nicchio; Russo, Mário Luís Cabello
Com a crescente demanda por processos construtivos que resultem em obras otimizadas, a construção metálica tem ganhado espaço, mas há a necessidade de métodos que façam com que elas sejam competitivas frente aos elementos estruturais convencionais. Neste contexto, as estruturas mistas de aço-concreto surgem com o intuito de aproveitar as vantagens dos dois materiais envolvidos. Um tipo de estrutura mista é o Slim Floor – pisos mistos de pequena altura – que surge como uma alternativa ao sistema misto de aço e concreto já consolidado no Brasil, o Steel Deck. Nesse sistema, a laje de concreto é apoiada sobre a mesa inferior do perfil metálico, com contribuição da laje de concreto para resistir aos esforços de flexão da viga metálica, e acarreta em uma maior cobertura do perfil metálico feita pelo concreto, com consequente aumento da proteção ao fogo, e ainda, diminuição considerável na altura total da associação entre a laje e perfil. O Slim Floor ainda não possui regulamentação normativa e ainda é pouco difundido no Brasil. Este trabalho analisa o sistema Slim Floor, com ênfase na aderência entre o aço e o concreto, através de modelos computacionais via Método dos Elementos Finitos (MEF), pelo software comercial ANSYS, comparando os resultados obtidos com resultados experimentais encontrados na literatura. A interface aço-concreto foi simulada considerando elementos de contato e elementos de mola. Os resultados obtidos em ambas as simulações foram coerentes aos resultados experimentais, indicando a validade da análise numérica para a expansão dos estudos sobre este sistema misto.
Analysis of beam-to-upright end connections steel storage systems.
(2020) Escanio, Lucas Alves; Elias, Guilherme Cássio; Neiva, Luiz Henrique de Almeida; Alves, Vinicius Nicchio; Sarmanho, Arlene Maria Cunha
This study presents an experimental and numerical research into the behavior of beam-to-upright end connections, which are part of steel storage systems. A total of 21 cantilever tests comprising three upright and four beam cross sections, were conducted, and a finite element numerical model was developed. The model was developed to compare its results with experimental results and to extrapolate these results in a parametric analysis. The aim of the study is to evaluate the behavior, semi-rigidity, and influence of the geometric parameters in the stiffness of beam–upright lipped connections of pallet-type industrial storage systems. The results of the numerical model showed good correlation with the experimental results, in terms of moment–rotation behavior and the initial stiffness values, with a maximum differenc e of 10%. In the parametric analysis, a pattern was observed in the variation of stiffness when the dimensions—mainly the height of beams—of the prototypes were increased.
Automatic detection of corrosion in large-scale industrial buildings based on artificial intelligence and unmanned aerial vehicles.
(2023) Lemos, Rafael; Cabral, Rafael; Ribeiro, Diogo; Santos, Ricardo; Alves, Vinicius Nicchio; Dias, André
In recent years, Artificial Intelligence (AI) provided essential tools to enhance the productivity of activities related to civil engineering, particularly in design, construction, and maintenance. In this framework, the present work proposes a novel AI computer vision methodology for automatically identifying the corrosion phenomenon on roofing systems of large-scale industrial buildings. The proposed method can be incorporated into computational packages for easier integration by the industry to enhance the inspection activities’ performance. For this purpose, a dedicated image database with more than 8k high-resolution aerial images was developed for supervised training. An Unmanned Aerial Vehicle (UAV) was used to acquire remote georeferenced images safely and efficiently. The corrosion anomalies were manually annotated using a segmentation strategy summing up 18,381 instances. These anomalies were identified through instance segmentation using the Mask based Region-Convolution Neural Network (Mask R-CNN) framework adjusted to the created dataset. Some adjustments were performed to enhance the performance of the classification model, particularly defining an adequate input image size, data augmentation strategy, Intersection over a Union (IoU) threshold during training, and type of backbone network. The inferences show promising results, with correct detections even under complex backgrounds, poor illumination conditions, and instances of significantly reduced dimensions. Furthermore, in scenarios without a roofing system, the model proved reliable, not producing any false positive occurrences. The best model achieved metrics’ values equal to 65.1% for the bounding box detection Average Precision (AP) and 59.2% for the mask AP, considering an IoU of 50%. Regarding classification metrics, the precision and recall were equal to 85.8% and 84.0%, respectively. The developed methodology proved to be extremely valuable for guiding infrastructure managers in taking physically informed decisions based on the real assets condition.
Bearing failure in bolted sleeve connections with circular hollow sections under compression.
(2020) Oliveira, Matheus Miranda de; Amparo, Lucas Roquete; Sarmanho, Arlene Maria Cunha; Pereira, Daniel José Rocha; Alves, Vinicius Nicchio
This article analyzes sleeve connections between circular hollow sections. This type of connection is composed of two tubes connected by bolts to an inner tube with a smaller diameter, and explores the efficiency, aesthetics and resistance of hollow sections subjected to tension and compression. In previous researches, sleeve connections with aligned and crossed bolt dispositions and under axial tension were studied. Herein, the behavior of sleeve connections with aligned bolts and under compression was analyzed. A model to represent the connection using the finite element method was developed, which allowed a numerical analysis with geometric property variations. In the numerical/parametric results, bearing failure was observed in all cases, either in the outer or inner tube. Limiting the number of bolts to 6 and considering that connections have a lower outer thickness than the inner tube, a formulation was proposed to determine the ultimate bearing capacity of sleeve connections under compression and with bearing failure.
Bearing failure in bolted sleeve connections with circular hollow sections under compression.
(2020) Oliveira, Matheus Miranda de; Amparo, Lucas Roquete; Sarmanho, Arlene Maria Cunha; Pereira, Daniel José Rocha; Alves, Vinicius Nicchio
This article analyzes sleeve connections between circular hollow sections. This type of connection is composed of two tubes connected by bolts to an inner tube with a smaller diameter, and explores the efficiency, aesthetics and resistance of hollow sections subjected to tension and compression. In previous researches, sleeve connec- tions with aligned and crossed bolt dispositions and under axial tension were studied. Herein, the behavior of sleeve connections with aligned bolts and under compression was analyzed. A model to represent the connection using the finite element method was developed, which allowed a numerical analysis with geometric property varia- tions. In the numerical/parametric results, bearing failure was observed in all cases, either in the outer or inner tube. Limiting the number of bolts to 6 and considering that connections have a lower outer thickness than the inner tube, a formulation was proposed to determine the ultimate bearing capacity of sleeve connections under com- pression and with bearing failure.
Behavior and design formulation of steel CHS with sleeve connections.
(2021) Amparo, Lucas Roquete; Oliveira, Matheus Miranda de; Sarmanho, Arlene Maria Cunha; Xavier, Ellen Martins; Alves, Vinicius Nicchio
Structures with tubular profiles gain space in civil construction due to their excellent response under tension, compression, and torsion. They are widely used in structural trusses, especially in large lengths. The profiles have a limited size due to the manufacturing and transport process. Therefore, there is a need to use some mechanism to perform the joint of profiles and obtain the desired length. This work aims to develop a new type of bar splice in circular hollow section (CHS) connection called sleeve connection, composed of two tubes connected with another smaller diameter tube with bolts arranged in a line (staggered bolts). This research presents an experimental, numerical, and parametric study of sleeve connection in CHS under centric axial tension. A numerical model was developed using the finite element method (FEM) considering sleeve connection with staggered bolts. From the numerical results, it was possible to analyze the connection behavior and failure modes: yielding gross cross-section, fracture through the effective net area, bolt shear failure, bearing failure of the plate, and bolt bending failure. This way, formulations were proposed to predict the sleeve connections' behavior with staggered bolts as a function of the failure modes.