Navegando por Assunto "Aço tubular - estruturas"

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Análise de sistemas treliçados com barras de extremidades achatadas enrijecidas.
(2016) Mazon, Ana Amélia Oliveira; Sarmanho, Arlene Maria Cunha; Sarmanho, Arlene Maria Cunha; Requena, João Alberto Venegas; Lima, Luciano Rodrigues Ornelas de; Batista, Eduardo de Miranda; Souza, Flávio Teixeira de
Este trabalho apresenta estudos numéricos, experimentais e teóricos do comportamento de uma treliça tubular plana em que o sistema de ligação utiliza chapas de ligação soldadas aos banzos, na qual as diagonais possuem extremidades achatadas. Propõe-se um achatamento diferenciado que é caracterizado por uma geometria não plana, com a criação de enrijecedores nos bordos laterais das extremidades achatadas, chamado no presente trabalho de achatamento enrijecido. A análise numérica via elementos finitos foi desenvolvida em duas etapas por meio do software ANSYS. Inicialmente foi realizado um estudo numérico do nó de ligação, que direcionou a modelagem da treliça plana, definindo-se assim a geometria do protótipo experimental. O programa experimental foi composto pelos ensaios de duas treliças planas idênticas. Os dois ensaios indicaram a falha estrutural por flambagem das diagonais comprimidas mais solicitadas. Obteve-se boa correlação entre os resultados numéricos e experimentais, comprovando a eficiência do modelo numérico para representar o comportamento real da treliça. Os resultados numéricos e experimentais foram então comparados a resultados teóricos, considerando-se a análise do efeito da excentricidade da carga de compressão axial aplicada na diagonal com extremidades achatadas enrijecidas. A boa correlação entre os resultados obtidos possibilitou uma adequação na formulação existente para o dimensionamento de barras comprimidas, observando-se uma redução de 60% na resistência à compressão da diagonal com extremidades achatadas enrijecidas estudada. Apesar da redução da capacidade resistente observada, deve-se tirar partido das vantagens oferecidas pelo sistema de ligação que envolve diagonais tubulares com o achatamento enrijecido proposto, como a redução de custos com fabricação e transporte e montagem prática e rápida.
Análise teórico-experimental de ligações tipo “K” e “KT” compostas por perfis tubulares de seção retangular e circular.
(Programa de Pós Graduação em Engenharia Civil. Departamento de Engenharia Civil, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto., 2010) Mayor, Iara Mapa Soutto; Sarmanho, Arlene Maria Cunha
Neste trabalho é apresentado um estudo de ligações soldadas do tipo “K” e “KT” com afastamento das barras, formadas por perfis tubulares estruturais de aço sem costura, com seção transversal retangular no banzo e circular nos demais membros. Para este estudo foram desenvolvidas análise experimental, teórica e numérica das ligações. Os ensaios experimentais foram realizados em protótipos em escala real, com a geometria das ligações definida a partir de uma análise dos ensaios realizados anteriormente no Laboratório de Estruturas “Prof. Altamiro Tibiriçá Dias” do Departamento de Engenharia Civil da Escola de Minas da Universidade Federal de Ouro Preto. Os ensaios dos protótipos das ligações visaram a obtenção do comportamento, carga última e modo de colapso da ligação e a comparação destes com modelos teóricos e numéricos. As análises teóricas foram realizadas a partir das prescrições de norma. A análise numérica em elementos finitos envolveu a geração e análise a partir dos resultados obtidos nos ensaios experimentais. O modelo foi constituído de forma que representasse o comportamento e a capacidade de carga das ligações ensaiadas experimentalmente. Foi realizada também uma análise numérica da influência da altura do perfil do banzo na resistência da ligação. As ligações ensaiadas apresentaram como modo de falha a “Plastificação da face ou de toda a seção transversal do banzo, junto com as diagonais ou montantes” (Modo A). A comparação dos resultados dos ensaios indicaram que a relação entre as cargas experimentais e as de projeto, obtidas pelas prescrições do Eurocode 3, apresentam boa correlação. Os resultados indicaram que quanto maior a carga no montante menor a resistência da ligação à plastificação da face do banzo. Os resultados obtidos pelos modelos numéricos das ligações tipo “K” apresentam uma boa convergência quando comparados com os resultados experimentais.
Estruturas tubulares enrijecidas por superfícies de dupla curvaturas (hiperbólicas).
(2003) Firmo, Célio da Silveira; Sarmanho, Arlene Maria Cunha; Sousa Junior, João Batista Marques de
Este trabalho tem como objetivo investigar as vantagens e as possibilidades estruturais de sistemas enrijecidos pelos aspectos formais e geométricos de seus elementos, ou por suas disposições físicas neste sistema. As superfícies de dupla curvatura ou superfícies hiperbólicas, devido a suas características geométricas de empenamento, conferem uma eficiência no seu comportamento estrutural superior às superfícies planas. Dentro deste universo, a escolha de tais superfícies (anticlásticas) servirá como ponto de partida nesta pesquisa, na transposição do raciocínio do comportamento estrutural das cascas e membranas para as estruturas reticuladas de superfícies hiperbólicas. Em especial neste estudo: os Parabolóides Hiperbólicos. As estruturas de dupla curvatura, que já agregam naturalmente um irresistível apelo estético, encontram nos perfis tubulares cilíndricos vantagens significativas. A seção transversal completamente simétrica em todas as direções favorece as ligações entre as barras que se posicionam de maneiras reversas e variáveis no espaço, fazendo dos tubos um dos melhores aliados quanto às questões estruturais e de montagem. O presente trabalho propõe-se a investigar as vantagens estruturais dessas formas, no intuito de viabilizar sistemas construtivos metálicos que possam ter aplicações imediatas em alguns campos da engenharia e da arquitetura.
Estudo da aderência ao aço dos concretos convencional, leve e com ar incorporado em seções mistas de perfis tubulares.
(2016) Rodrigues, Bárbara Héllen; Sarmanho, Arlene Maria Cunha; Peixoto, Ricardo André Fiorotti; Souza, Flávio Teixeira de; Martins, Cláudio José
Nas últimas décadas, a construção civil mundial, de forma geral, vem exigindo o desenvolvimento de técnicas e materiais cada vez mais eficientes, de aplicação fácil e rápida, além de um produto final com custos reduzidos. Ao encontro desta demanda a utilização do sistema misto de aço e concreto, no Brasil e no mundo, vem aumentando devido a todas as vantagens oferecidas por este, em relação ao uso isolado de cada material. Frente a este cenário, o presente trabalho propõe a realização de um estudo da aderência de perfis tubulares de aço, preenchidos com diferentes tipos de concreto, para as análises de aderência. Para tanto, foram confeccionados doze protótipos de pilares mistos, utilizando perfis tubulares finos de aço com diâmetro externo de 100 mm, espessura do tubo de 2 mm e comprimento igual a 550mm. Para se permitir o deslocamento do núcleo de concreto durante os testes de compressão, foram deixados vazios, na base e no topo do tubo, ambos com 2 cm de altura. Respeitando-se os vazios, cada tubo foi preenchido com um tipo de concreto, sendo eles os concretos convencional (CC), convencional com adição de aditivo incorporador de ar (CAI) e leve (CL) – este último utilizando argila expandida como agregado. Os concretos produzidos foram submetidos a ensaios de caraterização física, nos estados fresco e endurecido. Os perfis mistos foram submetidos a ensaio de compressão no núcleo de concreto e microscopia ótica do perfil pós-teste de compressão. Assim sendo, os resultados obtidos, a partir das técnicas utilizadas para análise de aderência permitiram concluir que: (i) A aderência do concreto ao aço possui parcelas de contribuição da aderência por adesão e da aderência mecânica, (ii) um menor valor de módulo de elasticidade contribui positivamente para a aderência; (iii) não houve deformação radial nos perfis mistos e por fim, (iv) o perfil tubular preenchido pelo concreto leve apresentou o melhor desempenho em relação a aderência, devido a maior contribuição da aderência mecânica e melhor resistência na interface, que por sua vez, foram ocasionadas pela expansibilidade da argila expandida e menor módulo de elasticidade do concreto.
Estudo de ligações T compostas de seções tubulares de paredes esbeltas.
(2020) Guerra, Messias Junio Lopes; Sarmanho, Arlene Maria Cunha; Sarmanho, Arlene Maria Cunha; Batista, Eduardo de Miranda; Lima, Luciano Rodrigues Ornelas de; Nunes, Gabriel Vieira; Alves, Vinicius Nicchio
As ligações com perfis de seção tubular em aço possuem características particulares no seu comportamento estrutural que têm sido objeto de diversas pesquisas na área. Contudo, há poucos estudos do comportamento e da resistência das ligações tubulares compostas de paredes esbeltas. Assim, neste trabalho é apresentado um estudo teórico, experimental, numérico e paramétrico de ligações tipo T compostas de perfis tubulares de aço com seções de paredes esbeltas, retangulares para o banzo e circulares para o montante. Os estudos avaliaram a capacidade de carga e o comprimento das ligações, considerando o modo de falha caracterizado pela plastificação da face superior do banzo sob carregamento axial de compressão no montante e tração ou compressão no banzo. No programa experimental, foram ensaiados 28 protótipos, divididos em três séries de dimensões geométricas diferentes e com níveis variados para as cargas axiais. Foi também realizado um estudo experimental da influência do comprimento do banzo nos resultados visando a definição final dos protótipos de ensaio. Os valores dos deslocamentos medidos por transdutores posicionados nas faces do banzo foram utilizados para determinação da capacidade de carga da ligação e utilizando o critério de deslocamento limite. Modelos numéricos foram desenvolvidos em elementos finitos por meio de programa comercial e validados com resultados experimentais de carga e deslocamento nas faces do banzo. Inicialmente, a validação foi realizada com resultados de pesquisa anterior e, posteriormente, com os resultados experimentais desta pesquisa. Os resultados indicaram uma boa correlação experimental-numérica, permitindo a realização do estudo paramétrico, por meio das variações dos carregamentos axiais e dos parâmetros geométricos  (relação entre o diâmetro do montante e a largura do banzo) e 2 (relação entre a largura do banzo e sua espessura) da ligação. O estudo paramétrico propiciou a obtenção de adequações do fator de redução da capacidade de carga da ligação das proposições teóricas de prescrições internacional e nacional (ISO 14346 e NBR 16239). A equação obtida considera carga axial de tração e compressão no banzo, englobando a classe dos perfis de seção esbelta. Os valores de capacidade de carga obtidos numericamente foram comparados com os calculados pela equação proposta e pelas equações normativas. A equação proposta apresentou melhores resultados estatisticamente, comprovando a sua eficiência e viabilidade para o cálculo da capacidade de carga de ligações T com plastificação da face superior do banzo, sobretudo para os modelos das classes 3 e 4.
Proposta de sistema construtivo modular para coberturas usando perfis tubulares.
(2004) Pellico, Hilda Cotegipe; Araújo, Ernani Carlos de; Souza, Henor Artur de
Neste trabalho objetiva-se pesquisar sistemas modulados tridimensionais, do ponto de vista arquitetônico e estrutural, buscando sua discriminação através de modelos teóricos. Devido à larga possibilidade de reunir dados sobre o assunto, o enfoque foi dado ao estudo de sistemas utilizados em coberturas. Para a discriminação dos modelos, buscouse relacionar processos de equacionamento de formas através da geometria e nesta interface, reunir informações para auxiliar profissionais na etapa de investigação de um projeto. Entre os modelos propostos, foi utilizado como parâmetro de referência, um sistema construtivo convencional mas, considerando-se que além dos sistemas clássicos de se construir estruturas moduladas existem outros modelos igualmente viáveis e possíveis de serem desenvolvidos, investigam-se dois sistemas alternativos e menos usuais comparando-os ao sistema convencional. Assim, após serem analisados alguns modelos geométricos planos e espaciais, foram propostos três sistemas para coberturas onde foram valorizadas ainda a ambientação interna e a linguagem formal da edificação. Para efeito de análise comparativa e dimensionamento dos componentes foi especificado um mesmo perfil tubular cilíndrico. O trabalho analisa finalmente as possibilidades de concepção arquitetônica, decorrentes de sua utilização. Mostra-se que os modelos não usuais componentes. propostos são viáveis quando se comparam os parâmetros peso por m2 e o número de componentes.