Navegando por Assunto "Elementos finitos"

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Análise da ruptura de taludes pelo mecanismo de STEP-PATH vía elementos finitos.
(2016) Oscamayta, Cesar Romero; Figueiredo, Rodrigo Peluci de; Figueiredo, Rodrigo Peluci de; Alameda Hernández, Pedro Manuel; Arroyo Ortiz, Carlos Enrique
Na análise de estabilidade de taludes rochosos em 2D, ocorrem diferentes mecanismos de ruptura influenciados pelas descontinuidades pré-existentes, sendo os mais estudados aqueles gerados exclusivamente por descontinuidades persistentes (ruptura planar, em cunha e tombamento), para os quais existem métodos de cálculo analíticos bem estabelecidos do fator de segurança (FS). Tais mecanismos ocorrem geralmente em taludes de pequeno porte. Para taludes de médio a grande porte, a persistência das descontinuidades não é sempre suficiente para abranger toda a escala do talude e desenvolvem-se mecanismos do tipo “Step-Path”, que envolvem, necessariamente, tanto as descontinuidades como pontes de rocha intacta entre elas. No presente estudo são considerados taludes com alturas de 45,0 m, 75,0 m, 135,0 m e 270,0 m, ângulo de talude de 70º e inclinações do plano de ruptura de 20º, 30º, 45º e 60º. Foram estudadas configurações de descontinuidades coplanares e inclinadas em relação ao plano de ruptura, com ângulos das descontinuidades inclinados de 20º, 30º, 45º e 60º, pontes de rocha intacta com comprimentos de 2,50 m, 5,00 m e 10,00 m e faixa de variação do comprimento das descontinuidades de 2,98 m a 56,71 m. Os métodos empregados para se determinar os FS na análise de estabilidade foram: elementos finitos com as técnicas de SSR (Shear Strength Reduction) e GIM (Gravity Increase Method) e equilíbrio limite por Jennings (1970). Utilizou-se o programa PHASE 2D v.8.0 na análise numérica de 360 taludes, com modelo elasto-plástico perfeito, e, para o cálculo analítico de Jennings (1970), foram analisados 300 taludes em planilhas de EXCEL 2013. Das comparações de FSs entre os métodos SSR, GIM e de Jennings (1970), o método GIM apresentou valores muito mais elevados que os demais. Comparados apenas os métodos SSR e de Jennings (1970), encontraram-se FSs próximos para planos de ruptura com inclinações entre 30º e 45º. Realizaram-se também 84 modelagens para taludes de 270,0 m, 525,0 m e 705,0 m de altura, ângulo de talude de 50º e duas famílias de descontinuidades, considerando-se, além das forças de massa, as tensões in situ com razões entre a tensão horizontal e a vertical (K) de 0,43, 1,00 e 2,00. Observou-se que os FSs determinados, os deslocamentos totais no pé do talude e as tensões de tração que aparecem na crista dos taludes aumentam à medida que K aumenta. Portanto, das análises para taludes com uma e duas famílias de descontinuidades, percebeu-se que não é grande a diferença de FSs obtidos por SSR e Jennings (1970) para planos de inclinação que variam entre 30º a 45º, e que à medida que diminuem o comprimento das descontinuidades e as pontes de rocha intacta aumentam, os FS também aumentam, como esperado. Notou-se também que à medida que a altura dos taludes aumenta os FSs diminuem, devido ao efeito do fator de escala.
Análise de ligações em perfis tubulares de aço do Tipo K e KT com afastamento entre as diagonais e o montante.
(2007) Mendanha, Fabiano Oliveira; Sarmanho, Arlene Maria Cunha; Freitas, Marcílio Sousa da Rocha; Muniz, Cereno de Freitas Diniz Gonçalves
Nesse trabalho, é apresentado um estudo de ligações soldadas dos tipos K e KT com barras afastadas, formadas por perfis tubulares de aço estrutural, sem costura, de seção transversal retangular no banzo e circular para as diagonais e montante. O estudo envolve geração, análise e calibração de modelos numéricos em elementos finitos, a partir de resultados obtidos em ensaios experimentais, realizados anteriormente, com protótipos em escala real. Foram analisados diversos modelos com elementos de casca, avaliando a influência do raio de dobramento dos perfis retangulares, bem como algumas alternativas de modelagem da solda das ligações. As análises realizadas apresentam boa correlação com os resultados experimentais.
Análise de pórticos de aço sob altas temperaturas.
(1998) Souza Júnior, Valdenir de; Almeida, Antônio Maria Claret de
As desvantagens da tradicional avaliação do desempenho de estruturas de aço sob incêndio por meio de ensaios como o alto custo envolvido, restrições devidas aos tamanhos dos fornos, variação das características dos fornos, etc. tornam conveniente o uso de técnicas de modelagem como um método de se conduzir investigações fundamentais. O presente trabalho é um passo inicial para o desenvolvimento de uma ferramenta de modelagem avançada. Uma formulação de análise em elementos finitos de pórticos planos sob altas temperaturas é apresentada. As matrizes de rigidez são desenvolvidas considerando-se não-linearidade física e geométrica, grandes deslocamentos, rotações moderadas e pequenas deformações elásticas. A distribuição de temperatura é uniforme através da seção transversal e ao longo do comprimento do elemento. Resultados numéricos são apresentados.
Análise e projeto de estruturas de concreto usando o modelo de bielas e tirantes via MEF : aplicação em blocos de fundação, consolos curtos, vigas-parede e sapatas rígidas.
(2019) Lima, Miguel Angelo Araújo; Rocha, Paulo Anderson Santana; Silveira, Ricardo Azoubel da Mota; Silva, Kátia Inácio da
Neste trabalho tem-se como objetivo realizar análises elásticolineares a partir de um programa computacional destinado à implementação numérica do Modelo de Bielas e Tirantes, utilizando-se uma formulação baseada no Método dos Elementos Finitos (MEF). Com este modelo é possível analisar o comportamento de elementos estruturais como blocos de fundação, consolos curtos e sapatas rígidas e realizar o dimensionamento das armaduras de aço, representar os valores de tensões, deformações e deslocamentos na região de uma viga representada como o Modelo de Bielas desenvolvido por Montoya et al. [1], além de modelar numericamente via MEF uma viga-parede com uma grande abertura, desenvolvida por Schlaich et al. [2]. Com o fim de validar as implementações numéricas, os resultados foram comparados com modelagens numéricas realizadas com o auxílio do software ANSYS 17 e com expressões normativas.
Análise numérica não linear de vigas e lajes de concreto protendido.
(2018) Rosa, João Paulo de Souza; Silva, Amilton Rodrigues da; Silva, Amilton Rodrigues da; Silva, Kátia Inácio da; Inoue, Hisashi
A aplicação da protensão em vigas e lajes tem sido difundida cada vez mais, através do desenvolvimento de novas técnicas construtivas e necessidade de soluções práticas na área da construção. Muitos estudos foram e estão sendo realizados com o intuito de se conhecer bem o comportamento de estruturas protendidas, de forma a tirar o maior proveito, com segurança, de suas possibilidades construtivas. O objetivo principal desse trabalho é implementar um modelo de elementos finitos para análise numérica não linear de vigas e lajes de concreto protendido. Dessa forma, foi implementado um elemento finito de interface para análise numérica não linear. Este elemento é capaz de simular tanto o deslizamento que ocorre entre a laje de concreto e a armadura ativa quanto a deformação que esta armadura sofre. As perdas de protensão imediatas e diferidas no tempo foram implementadas. Nas análises numéricas apresentadas no presente trabalho as lajes de concreto são modeladas com elementos planos de casca e as vigas modeladas com elementos de barra. O contato entre as cordoalhas e o concreto é modelado através de elementos de interface. As não linearidades geométrica e física são consideradas na análise numérica. Os exemplos analisados validam o modelo numérico sugerido neste trabalho mostrando um ótimo resultado quando comparado ao resultado experimental.
Análise numérica via MEF de problemas de adensamento devido à variação do nível d’água.
(2004) Pinto, Marcelo Antônio Furtado; Nogueira, Christianne de Lyra
O objetivo deste trabalho é apresentar uma formulação que resolva problemas de adensamento considerando o rebaixamento da superfície freática. Portanto, uma formulação acoplada baseada no método de elementos finitos foi desenvolvida para simular este fenômeno físico. Utilizando elementos isoparamétricos de oito nós para aproximar a carga total hidráulica e os deslocamentos como variáveis primárias, a formulação é verificada na solução de problemas sob condições transientes de fluxo e deformação.O modelo físico utilizado para representar o comportamento tensãodeformação é linear-elástico. A redução de permeabilidade devido às poro-pressões negativas, é considerada no presente trabalho. O processo de localização da superfície freática baseia-se no procedimento de fluxo residual (Desai, 1976 e Bathe,1982) e onde sua aplicação é discutida e verificada neste trabalho. Embora seja apresentado um esquema iterativo para solução do sistema de equações, neste trabalho o sistema algébrico é resolvido utilizando um esquema puramente incremental.São apresentados exemplos de validação, onde comparações entre soluções analíticas e numéricas são realizadas. Comparações com resultados do programa comercial da GEOSLOPE® International Ltd. também são apresentadas no presente trabalho.
Análise teórico-experimental de elementos formados a frio perfurados submetidos à compressão.
(2004) Sarmanho, Arlene Maria Cunha; Freitas, Marcílio Sousa da Rocha; Souza, Flávio Teixeira de
Sistemas de armazenagem industrial são amplamente utilizados em todo o mundo, pois aliam praticidade e economia. Eles possuem diversas particularidades estruturais, entre elas a existência de perfurações ao longo da altura das colunas, para encaixe de outros elementos, o que dificulta a previsão de sua resistência, devendo esta ser feita, segundo associações de fabricantes, por meio de ensaios. Esse trabalho apresenta a utilização da simulação via elementos finitos para previsão da resistência dessas colunas e nele também são apresentadas alternativas aos ensaios experimentais.
Análise via elementos finitos do comportamento de placas de base de sistemas de armazenagem industrial (racks).
(2010) Souza, Flávio Teixeira de; Freitas, Marcílio Sousa da Rocha; Sarmanho, Arlene Maria Cunha
Os sistemas de armazenagem industrial são estruturas metálicas de elevada esbeltez, contruídas com perfis formados a frio e utilizados em depósitos com o fim de otimizar a utilização do espaço, uma vez que permitem a vertilização dos estoques. Caracterizam-se por apresentar custo relativamente baixo, porém, devido à esbeltez de seus componentes, são sujeitos a fenômenos de instabilidade que não acontecem em estruturas mais compactas, como as construídas em perfis laminados e soldados. Assim, a estabilidade destas estruturas é obtida a partir da interação entre os seus diversos componentes. Um dos elementos mais importantes é a placa de base, que provê fixação ao piso e também estabilidade lateral à estrutura. Por isto, a verificação do comportamento deste componente e ainda o determinação da rigidez que ele transmite ao sistema é fundamental para que se obtenha um dimensionamento racional dos racks. Este trabalho apresenta a avaliação da placa através de análises via elementos finitos desenvolvida no software ANSYS. Esta análise torna-se intressante devido à necessidade de simular a interação entre a placa de base, a coluna e o piso, o que demanda a utilização de elementos de casca e de contato no modelo. Devido ainda ao surgimento de grandes deslocamentos, técnicas especiais de soluçõa são utilizadas para que se possa avaliar a trajetória de equilíbrio e a rigidez da placa de base. esta rigidez é então introduzida em um modelo numérico so sistema de armazenagem, elaborado a dados experimentais. Esta comparação valida os modelos desenvolvidos, e permite a avaliação da real influência da placa de base na estabilidade global dos sistemas de armazenagem industrial.
Avaliação de parâmetros geométricos no desempenho de conexões do tipo rosca-luva em tubos para revestimento de poços de petróleo : análise de elementos finitos.
(2014) Porcaro, Rodrigo Rangel; Cândido, Luiz Cláudio
Colunas de revestimento (casing) utilizadas em exploração/produção de petróleo e gás natural são submetidas a pressões e temperatura cada vez maiores, portanto necessitam de alta resistência mecânica e alta tenacidade para suportar as solicitações mecânicas como tração, pressão interna e externa, torção, flexão e fadiga. Para a formação das colunas de revestimento, os tubos são unidos por conexão rosca-luva, que são pontos críticos para a integridade estrutural. As propriedades mecânicas e a estrutura de aço API 5CT grau P110 foram avaliadas por meio de ensaio de tração, impacto Charpy e análise metalográfica em microscópio óptico. Simulações por Método dos Elementos Finitos (MEF) foram empregadas em dois modelos de conexão API, do tipo rosca-luva, equivalentes a tubos de 13 3/8″. As simulações tiveram os seguintes objetivos: comparar a resistência à falha por tração, comparar a concentração de tensão e deformação plástica localizada, e ainda avaliar se alterações geométricas nas luvas ou no perfil das roscas são eficientes para reduzir a concentração de tensão e os seus reflexos em outros modos de falha, ou seja, um estudo parametrizado por MEF. Os resultados indicam que a conexão do tipo API Buttress possui melhor desempenho que a API Short Round em relação à resistência ao carregamento trativo, porém, as duas conexões padronizadas apresentaram alta concentração de tensões na região do último filete encaixado. Dentre as alterações geométricas propostas, a usinagem de chanfros nos filetes extremos do tubo e da luva foi eficiente na obtenção de distribuição de tensões mais uniforme na conexão Buttress, além de reduzir os valores de concentração de tensão e deformação plástica localizada. As modificações da geometria da luva mostraram-se ineficientes na melhoria do desempenho das conexões, pois as variações que promoveram distribuição de tensões mais uniforme aumentaram a tendência de separação tubo-luva. No geral, os resultados obtidos nos modelos numéricos permitem compreender, em parte, como os tipos de conexões influenciam o desempenho de colunas de revestimento de poços de hidrocarbonetos e como acontece o desenvolvimento de conexões proprietárias a partir de modificações das conexões padronizadas.
Efeito da soldagem elétrica por centelhamento na microestrutura, propriedades mecânicas e resistência à fadiga de um aço para trilhos ferroviários – análise experimental e numérica.
(2019) Porcaro, Rodrigo Rangel; Godefroid, Leonardo Barbosa; Cândido, Luiz Cláudio; Faria, Geraldo Lúcio de; Godefroid, Leonardo Barbosa; Goldenstein, Hélio; Modenesi, Paulo José; Faria, Geraldo Lúcio de
As ferrovias são submetidas a condições operacionais que exigem cada vez mais dos materiais, uma vez que o volume de cargas, a velocidade das composições e o fluxo sobre os trilhos têm crescido para atender ao aumento de demanda por transportes. Para a construção das vias, se destaca o processo de soldagem elétrica por centelhamento (Flash Butt Welding - FBW), devido à maior facilidade para controle e obtenção de juntas com qualidade aceitável. No entanto, as alterações estruturais e mecânicas decorrentes dos ciclos térmicos do processo e a introdução de tensões residuais têm sido associadas a falhas prematuras por fadiga em juntas soldadas de trilhos de aços perlíticos. Apesar do problema de redução localizada de dureza ser bem conhecido na literatura, não há trabalhos que aplicam dilatometria para descrever a formação da Zona Termicamente Afetada (ZTA), tendo essa notável lacuna de conhecimento dificultado a evolução do processo FBW. Além disso, dois fatores têm sido descritos como chave para falhas por fadiga na região da alma: tensões residuais e a presença de concentradores de tensão devido ao mau acabamento superficial, não havendo trabalhos que quantifiquem ou comparem os efeitos na vida em fadiga do componente. Neste contexto, detalhada caracterização mecânica e estrutural foi realizada em aço para trilhos ferroviários soldado por centelhamento, juntamente com ensaios de dilatometria para descrever a evolução microestrutural de toda a ZTA e suas correlações com as propriedades. Medidas de tensões residuais superficiais foram obtidas e ensaios de fadiga foram realizados considerando os efeitos das alterações estruturais e de concentração de tensão, dados que alimentaram modelos numéricos pelo Método dos Elementos Finitos (MEF) para quantificar os efeitos destas variáveis de modo comparativo na vida em fadiga do componente real. Os resultados apresentados permitem compreender os mecanismos das alterações morfológicas da perlita em toda a ZTA em termos de transformações de fases e podem ser utilizados para sistematicamente orientar mudanças nos parâmetros do processo ou controlar a taxa de resfriamento de modo a obter melhores condições metalúrgicas/mecânicas. Os resultados de ensaios mecânicos, fadiga e simulações numéricas mostram que há grande potencial de melhoria no comportamento do componente a partir da adoção de medidas de baixo custo relativo, por exemplo, esmerilhamento de todo o perfil soldado, com quantificação relativa dos efeitos das variáveis sobre a vida do componente por fadiga. Os resultados de fadiga obtidos por simulação mostram ainda que o elevado nível de tensões residuais normais no sentido vertical na alma é o fator mais crítico do ponto de vista da vida do componente soldado.
Estudo do Springback na conformação mecânica de segmentos toroidais em chapas grossas.
(Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Materiais. Rede Temática em Engenharia de Materiais, Pró-Reitoria de Pesquisa e Pós-Graduação, Universidade Federal de Ouro Preto., 2007) Araújo, Daniele Dias; Godefroid, Leonardo Barbosa
Na busca de se compreender o efeito do springback na conformação mecânica de segmentos toroidais em chapas grossas numa empresa de bens de capital do setor metal-mecânico, através de meios numéricos de simulação, a presente dissertação tem por objetivo prever e visualizar a geometria das ferramentas (matrizes) e a própria peça deformada, bem como a quantidade desse retorno elástico após a conformação. Para a utilização da simulação numérica foram necessários inúmeros dados como a geometria do produto, tipo de material, além de informações sobre todo o processo. Assim, desenvolveu-se uma estratégia de modelamento do processo utilizando os softwares UNIGRAPHICS e ANSYS/LS-DYNA. O primeiro, para elaboração de projeto e modelamento de matrizes e das peças a serem conformadas para, então, transformar os dados para o ambiente do ANSYS utilizando o método explicit-to-implicit, para simulação, análise e obtenção de resultados do efeito springback para, posteriormente, comparar com as medições efetuadas durante a fabricação dos segmentos toroidais. Além do springback, foi analisado e validado o processo de planificação do blank e desenvolveu-se um novo projeto de estrutura de matrizes mais rígidas. Pretende-se, com a iniciação deste estudo, aperfeiçoar este processo, reduzir custos e leadtime da máquina, melhorar a qualidade das peças acabadas e obter a melhor forma para se determinar o perfil mais adequado das matrizes e peças, além do desenvolvimento desta, evitando o retrabalho dos segmentos toroidais. Além disso, visa-se capacitar a Empresa USIMINAS MECÂNICA a analisar a solução de problemas complexos em conformação com agilidade e confiabilidade.
Fadiga em plataformas offshore fixas com modelos em elementos finitos.
(2002) Taier, Roberto; Araújo, Ernani Carlos de; Godefroid, Leonardo Barbosa
Quatro juntas tubulares de uma plataforma offshore fixa foram modeladas em elementos finitos para o cálculo das vidas à fadiga e comparação com os resultados obtidos através de modelos convencionais em elementos de barras. Foram também cotejados os fatores de concentração de tensões (SCF’s), obtidos com base nas formulações paramétricas, com os calculados através dos modelos em elementos finitos. Os objetivos foram averiguar a validade do refinamento do cálculo da fadiga em juntas críticas da plataforma e avaliar as suas conseqüências na elaboração do plano de inspeção. Os resultados permitiram concluir que a análise por elementos finitos torna-se recomendada para juntas que não apresentam tipo e/ou comportamento compatíveis com as configurações padronizadas, normalmente utilizadas pelos programas. Das quatro juntas analisadas, duas delas não necessitariam fazer parte do plano de inspeção da plataforma.
Uma formulação inserindo as ligações semirrígidas na análise inelástica por zona plástica.
(2017) Alvarenga, Arthur Ribeiro de
Neste artigo apresenta-se resumidamente uma formulação numérica voltada para a Análise Inelástica adotando Método da Zona Plástica incluindo o efeito das ligações semirrígidas, aplicada a pórticos planos de aço. Adotou-se a teoria de Bernoulli-Euler para desenvolvimento desse elemento finito no contexto da Técnica das Fatias usando o sistema Lagrangiano corrotacional atualizado. Indicam-se diferenças interessantes dessa aproximação em relação a outras existentes. Propõe-se o parâmetro índice de giro próprio da ligação ou de semiflexibilidade eta, que avalia melhor este comportamento. Essa formulação é validada agora estudando uma viga e uma coluna apresentando resultados adequados. Nestes estudos, verifica-se a resistência da viga avaliada no regime elástico. Também se avalia a flambagem elástica das colunas, tópico associado à Estabilidade e identificam-se aspectos contidos nas normas atuais. Esses exemplos são passos fundamentais para qualquer formulação garantir o seu posterior emprego em estudos mais complexos nesta pesquisa.
Formulações de elementos finitos curvos para análise de arcos.
(2001) Manzi, Eduardo Neto; Silveira, Ricardo Azoubel da Mota; Araújo, Ernani Carlos de
Este trabalho tem como principais objetivos o estudo e a implementação computacional de elementos finitos curvos para análise de arcos planos. Foram desenvolvidos seis elementos finitos unidimensionais, sendo quatro deles de curvatura constante, um de curvatura parabólica e um elemento finito reto. Atenção especial é dada ao cálculo da matriz de rigidez dos elementos finitos propostos, onde os efeitos das deformações de flexão, cisalhante e de membrana são levados em consideração. O acoplamento desses efeitos permite a análise do comportamento de arcos esbeltos e espessos. As matrizes de rigidez de três elementos finitos propostos nesse trabalho são obtidas através do Método da Flexibilidade, que utiliza conceitos de energia interna de deformação, 2o Teorema de Castigliano e o Teorema da Reciprocidade de Maxwell. Outras duas formulações são baseadas na aproximação do campo de deslocamentos. As funções de interpolação usadas para aproximar os deslocamentos são formadas por funções algébricas-trigonométricas, cujos parâmetros são obtidos através do uso das três equações diferenciais homogêneas de equilíbrio estático de uma viga curva. Finalmente, a matriz de rigidez do último elemento finito proposto é obtida através de uma formulação híbrida, usando o princípio variacional de Hellinger-Reissner. As funções de interpolação usadas para aproximar o campo de deslocamentos e tensões resultantes são formadas por funções polinomiais. No final da dissertação, através da análise de problemas estruturais encontrado na literatura, verifica-se a eficiência das formulações dos elementos finitos estudadas neste trabalho. O objetivo é conhecer a melhor modelagem numérica para obtenção dos deslocamentos de sistemas estruturais curvos esbeltos ou espessos, além do traçado de diagramas de esforços.
Modelagem numérica não linear física via MEF de estruturas de solos reforçados.
(2003) Pereira, Anderson Resende; Nogueira, Christianne de Lyra; Araújo, Luiz Gonzaga de; Azevedo, Roberto Francisco de
Uma estrutura em solo reforçado é o resultado da associação do solo com um material capaz de resistir a determinados esforços a fim de melhorar suas características. O principal objetivo desta dissertação é o desenvolvimento de um modelo computacional, baseado no método dos elementos finitos, para previsão do comportamento mecânico de estruturas de solos reforçados usando uma representação discreta. Neste caso, a representação do comportamento do solo é feita com a utilização do elemento plano (Q8), para o reforço o elemento unidimensional (B2) e (B3) e para as interfaces o elemento de interface (I6) com espessura nula. As implementações computacionais são validadas através de exemplos encontrados na literatura do assunto. Finalmente, a nova versão do programa ANLOG é utilizada para a simulação de um problema estudado com a versão anterior. O problema em questão é a análise de um muro de arrimo reforçado com geotêxteis.
Pórticos de estabilização em estrutura metálica aplicados à construção industrializada de interesse social : análise do desempenho estrutural e térmico.
(2014) Xavier, Débora Freitas; Souza, Henor Artur de
Neste trabalho, apresenta-se uma visão geral da construção metálica residencial industrializada propondo um modelo de habitação de interesse social (HIS) e estuda-se novas maneiras de torná-la expansível e viável, propondo um módulo construtivo padronizado. Esse módulo é iniciado a partir de 9m² refletindo-se um após o outro nas direções laterais, frente e fundos até que seja alcançada a medida de aproximadamente 35m² de uma residência simples, familiar e que pode ser adequada a qualquer tipo de arquitetura cultural. Esse sistema construtivo proposto possibilita o crescimento da área construída com investimentos graduais ao longo do tempo, contribuindo para um maior crescimento social e sustentável. O módulo original além da finalidade residencial também permite infinita extensão para finalidades comerciais, escolares, lazer, etc.. Na a arquitetura proposta foram utilizados materiais de fechamento que condizem com as normas de conforto térmico e com os princípios da industrialização, como a racionalização, padronização, coordenação modular, transformando o canteiro de obra em linha de montagem acelerando o processo construtivo e reduzindo-se custos. Os pórticos de estabilização propostos são a principal estrutura do sistema que enfatiza o uso de perfis de aço de seção quadrada com costura. O equilíbrio das ações horizontais e o apoio gravitacional são obtidos com o uso de estruturas de aço rígidas posicionadas não simultaneamente paralelas e não convergentes. A análise estrutural foi baseada no método dos Elementos Finitos, utilizando o Software SAP 2011, e a avaliação do desempenho térmico, do modelo habitacional projetado, foi feita via simulação computacionais utilizando o Software EnergyPlus. Verifica-se o comportamento estrutural de acordo com os carregamentos aplicados e a sua viabilidade de utilização. Investiga-se também o comportamento térmico dos fechamentos e das alternativas arquitetônicas propostas. Os resultados obtidos mostram que o modelo proposto atende as condições mínimas de conforto térmico exigido pela norma para todas as zonas bioclimáticas do Brasil e também em relação ao desempenho estrutural, com baixo consumo de aço.
Transporte de contaminantes em meios porosos saturados e não saturados. Estudo de caso : vazamento de gasolina.
(Programa de Pós-Graduação em Engenharia Geotécnica. Núcleo de Geotecnia, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto., 2008) Vasconcelos, Anelisa; Ribeiro, Saulo Gutemberg Silva
Apresenta-se neste trabalho uma revisão conceitual dos principais mecanismos e processos associados ao fluxo, difusão, dispersão e retenção de contaminantes em meios porosos saturados e não saturados. Com apoio substancial dos módulos Seep e Ctran, do programa comercial GeoStudio 2007, foi possível desenvolver um estudo paramétrico do transporte de contaminante em meios porosos saturados e não saturados. O estudo paramétrico balizou o estudo de caso real apresentado neste trabalho, relativo à contaminação do solo e do lençol freático no entorno de um posto de combustíveis localizado no município Nova Lima/MG. A contaminação avaliada focou a fase dissolvida dos constituintes, Benzeno, Tolueno, Etilbenzeno e Orto-xileno (BTEX), da gasolina. A formulação utilizada no programa Ctran permite analisar problemas complexos de transporte de contaminantes que envolvam processos tais como a difusão molecular, a dispersão hidrodinâmica, adsorção (sorção) e o decaimento radioativo, ou por biodegradação. A modelagem permite estudos envolvendo fluidos com densidades diferentes da densidade da água (fluídos não miscíveis) em condições planas e axissimétricas. As análises realizadas no estudo do vazamento de gasolina incluíram parâmetros obtidos de ensaios geotécnicos de laboratório e de campo, bem como de análises químicas dos parâmetros BTEX e COT (Carbono Orgânico Total) das amostras de solo e água subterrânea coletadas. Apesar de não ter sido possível identificar a data exata do início do vazamento, os estudos e simulações numéricas sugeriram que os processos reativos foram relativamente menores em campo do que aqueles quantificados pelos ensaios de campos e laboratório. Ficou evidenciado também a boa performance do sistema computacional como ferramenta de apoio para a avaliação de impactos ambientais causados por fontes poluidoras.
O uso de ferramenta computacional na avaliação e dimensionamento de cortina atirantada.
(Programa de Pós-Graduação em Geotecnia. Núcleo de Geotecnia, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto., 2010) Mendes, Fernando Borges; Ribeiro, Saulo Gutemberg Silva
Até meados da década de 1.980 todo o processo de dimensionamento de estruturas de contenção era realizado somente pelo Método de Equilíbrio Limite, MEL, analisava-se somente a situação de ruptura da massa, análise de estabilidade interna e externa. Com a era da tecnologia, métodos de cálculos mais elaborados puderam ser aplicados na avaliação e dimensionamento de estruturas, como por exemplo, o Método dos Elementos Finitos, MEF. Assim, com o apoio dos métodos numéricos, implementados em sistemas computacionais, o projeto de estruturas de contenção passou a ter o complemento de análises mais elaboradas e que contemplam as etapas da obra, o comportamento mecânico do solo e da estrutura, a interação solo-estrutura e o processo tensão deformação. O presente trabalho tem como finalidade avaliar a sensibilidade do comportamento mecânico do solo e da estrutura a parâmetros geométricos e geotécnicos e dimensionar uma Cortina Atirantada. Para isso, fez uso de ferramentas tradicionais em comparação com ferramenta computacional. Dentre as ferramentas tradicionais aplicadas têm-se, os diagramas de empuxo aparentes de Terzaghi e Peck e Tschebatorioff, aplicados no cálculo dos esforços das estruturas atirantadas, e o método de Kranz no dimensionamento e localização dos tirantes. Como ferramenta computacional foi adotado o programa GeoStudio 2007, módulo SIGMA/W (análise plana tensãodeformação) da GEO-SLOPE International Ltd. Os métodos tradicionais são simplificados, rápidos e a experiência prática mostra ser satisfatórios, entretanto, podem levar a um equivocado dimensionamento da estrutura. Com base nos estudos numéricos foi possível fazer uma avaliação do comportamento do solo e da estrutura em função de alguns parâmetros, como rigidez da cortina e espaçamento dos tirantes. O estudo numérico mostrou sensibilidade aos parâmetros analisados, assim como ao processo de execução, que no MEL não são explícitos. Através da análise constatou-se que os diagramas de tensões são consistentes àqueles obtidos empiricamente, no entanto, apenas para determinadas situações. De acordo com o estudo desenvolvido foi possível concluir que o uso complementar do MEF, junto a métodos tradicionais de dimensionamento, permite uma melhor avaliação, principalmente, da fase executiva da obra e do comportamento mecânico do solo e da estrutura, levando a projetos melhores dimensionados e mais consistentes.