PROPEC - Mestrado (Dissertações)
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Item Adensamento e simulação do processo de enchimento do reservatório de uma barragem para contenção de rejeitos de ouro.(2006) Pereira, Brasileu Agnaldo; Gomes, Romero César; Gomes, Romero César; Espósito, Terezinha de Jesus; Queiroz, Paulo Ivo Braga deEm projetos de disposição de rejeitos de mineração por via úmida, as análises da capacidade de estocagem do reservatório demandam o conhecimento das características de compressibilidade e adensamento dos resíduos lançados, função primária da natureza e da granulometria do material. No caso de rejeitos finos, com elevadas proporções de partículas da fração argila, como ocorrem no caso de rejeitos de ouro, a previsão do comportamento dos resíduos e a formulação de um modelo deposicional consistente não podem ser baseados em ensaios convencionais. No projeto de sistemas de contenção de rejeitos finos (como no caso de minerações de ouro), um aspecto extremamente relevante é a determinação das propriedades tecnológicas dos materiais em termos de compressibilidade e adensamento nos reservatórios, de forma a se quantificar a vida útil de tais empreendimentos. De uma maneira geral, o material é lançado de forma quase aleatória, não sendo estabelecido nenhum controle das variáveis que influenciam o processo de deposição. O conhecimento dos mecanismos de deposição hidráulica resultaria em um maior entendimento do comportamento destes aterros sob o ponto de vista geotécnico e, desta forma, poder-se-ia controlar a qualidade do processo construtivo, mesmo que, durante a construção, as variáveis de descarga e lançamento fossem alteradas O trabalho consiste na avaliação das propriedades constitutivas do adensamento de rejeitos de ouro de uma mineração de ouro (Anglogold Ashanti, antiga Morro Velho), com a utilização do Ensaio de Adensamento Hidráulico (HCT com bomba de fluxo), disponível no Laboratório de Geotecnia da UFOP. Estes dados subsidiarão análises de simulação numérica do processo de enchimento da estrutura de contenção destes rejeitos, mediante a aplicação do programa CONDES0.Item Aderência de barras de aço tipo CA em concreto sustentável.(2015) Souza, Bárbara Ponciano de; Peixoto, Ricardo André Fiorotti; Silva, Guilherme Jorge Brigolini; Sarmanho, Arlene Maria Cunha; Alvarenga, Rita de Cássia Silva Sant' AnnaA proposta deste trabalho teve por objetivo investigar a aderência entre barras de aço tipo CA em concretos produzidos a partir da substituição total dos agregados naturais por agregados artificiais, obtidos do pós-processamento de escória de aciaria. Inicialmente, os materiais utilizados foram caracterizados, sendo a escória de aciaria caracterizada física e quimicamente. As barras de aço foram caracterizadas quanto às suas propriedades físicas e mecânicas. Com base nas propriedades físicas dos materiais utilizados, foram estudadas dosagens adequadas, por meio do método ABCP, para se obter concretos com resistência à compressão de 20 e 40 MPa aos 28 dias. Os concretos produzidos foram submetidos a ensaios de caraterização física, nos estados fresco e endurecido. Por meio desses ensaios, foi possível verificar que os concretos de escória e os concretos convencionais produzidos possuem propriedades mecânicas parecidas, para a mesma classe de resistência. Para a avaliação da aderência de barras, foram produzidos modelos que foram submetidos ao teste de arrancamento, segundo metodologia Pull-Out test - Rilem RC6 e ao ensaio de conformação superficial de acordo com a NBR 7477, observou-se que em ambos os ensaios, os concretos de escória apresentaram aderência aço-concreto próxima aos concretos convencionais. Os resultados dos testes de aderência mostraram também que a aderência é maior para barras de maiores diâmetros e para maior resistência à compressão.Item Aditivo dual para matrizes de cimento Portland.(2022) Carvalho, Victor Rezende; Peixoto, Ricardo André Fiorotti; Baeta, Bruno Eduardo Lobo; Peixoto, Ricardo André Fiorotti; Baeta, Bruno Eduardo Lobo; Carvalho, José Maria Franco de; Silva, Keoma Defáveri do Carmo eA escória de aciaria é um resíduo da indústria siderúrgica que pode ser utilizado como adição mineral, atuando na melhoria das propriedades mecânicas e físicas de matrizes cimentícias. O bagaço de cana-de-açúcar, por outro lado, é um resíduo da indústria sucroalcooleira do qual pode ser extraída a lignina, um polímero natural que apresenta propriedades plastificantes quando adicionado em concretos e argamassas. Nesse sentido, este trabalho propõe a elaboração de um Aditivo Dual (AD), a partir da incorporação de escória de aciaria e aditivo à base de lignina em matrizes de cimento Portland. Resíduos de diferentes etapas do pós-processamento de uma escória de aciaria LD foram beneficiados e transformados em powders LD. Licores residuais à base de lignina foram avaliados como aditivos plastificantes. Os licores foram extraídos do bagaço de cana-de-açúcar pelo pré-tratamento Organosolv utilizando diferentes teores de água. Após caracterização dos materiais, foram definidos um powder LD e um aditivo à base de lignina para a produção dos ADs. As proporções de aditivo e powder LD nos ADs foram definidas por duas estratégias de dosagem, que deram origem aos aditivos AD1 (40% em massa de powder LD e 60% de aditivo) e AD2 (50% em massa de cada material). Por fim, matrizes de cimento não aditivadas (REF) e matrizes contendo 5, 10 e 15% de AD1, AD2 e sílica em suspensão comercial (SS) em relação à massa de cimento foram avaliadas nos estados fresco e endurecido. Os resultados obtidos no estado fresco indicaram que todas as dosagens de AD1 e AD2 promoveram aceleração do tempo inicial e retardo significativo do tempo final de pega. Ainda, o maior teor de aditivo à base de lignina no AD1 favoreceu o seu desempenho plastificante. Na dosagem de 15%, o AD1 promoveu um espalhamento de 210,3 mm, enquanto o AD2 promoveu um espalhamento de 190,1 mm no ensaio de índice de consistência. A dosagem de 15% de SS promoveu um espalhamento de 166,1 mm e a matriz REF apresentou um espalhamento mínimo (120 mm). No estado endurecido, todas as dosagens de AD1 e AD2 contribuíram para o incremento de resistência à compressão em relação à matriz REF. Os acréscimos de resistência observados aos 56 dias foram de até 29% para as argamassas contendo AD1 e 34% para as argamassas contendo AD2. Verificou-se ainda que todas as dosagens de AD1 e AD2 promoveram um refinamento significativo da estrutura de poros das matrizes de cimento. O presente trabalho oferece novas possibilidades para o uso de resíduos industriais em compósitos à base de cimento e contribui para o desenvolvimento sustentável, tecnológico e econômico na construção civil e na indústria.Item Aglomerante ecológico para argamassas : reciclagem da escória de forno panela.(2015) Marinho, Ana Luiza Borges; Peixoto, Ricardo André Fiorotti; Silva, Guilherme Jorge Brigolini; Peixoto, Ricardo André Fiorotti; Silva, Gabriela Cordeiro; Aguilar, Maria Teresa Paulino deA gestão e manejo dos resíduos industriais no que se refere a aspectos ambientais é premente. A reciclagem desses resíduos pela construção civil vem se tornando uma prática comum na busca pela sustentabilidade. De um lado, devido a crescente preocupação com o meio ambiente e por outro, devido ao esgotamento dos recursos naturais. Tendo em vista o panorama atual, o presente trabalho visa contribuir para o desenvolvimento de novas possibilidades para fabricação de produtos de base tecnológica para aplicação na construção civil, a partir da obtenção de um aglomerante para argamassas utilizando escória de forno panela (EFP) em substituição à cal hidratada e à cal hidráulica. A EFP é um subproduto oriundo do refino secundário de aço, constituída principalmente de silicatos de cálcio e de magnésio. Esse resíduo foi processado em laboratório e suas características físicas, químicas e mineralógicas foram determinadas. Todas as exigências químicas e físicas de uma cal para argamassa, conforme prescrições normativas, foram ensaiadas no resíduo siderúrgico. Foram ainda produzidas argamassas mistas de cimento Portland, cal e EFP, de diferentes traços, em que se observou o comportamento mecânico, bem como todos os requisitos necessários para uma argamassa para assentamento e revestimento de paredes e tetos. Os resultados alcançados indicam a viabilidade e adoção deste material como um tipo de aglomerante ecológico em substituição às cales e que seu uso poderá não só ajudar na diminuição do impacto ambiental, mas também possibilitará a utilização deste material para uso na construção civil.Item Análise acoplada entre consistência e resistência não drenada de um rejeito fino de minério de ferro.(2007) Penna, Daniel Claudino Ramos; Oliveira Filho, Waldyr Lopes deOs depósitos de lamas (rejeitos finos) normalmente apresentam características geotécnicas desfavoráveis em virtude da elevada compressibilidade e da reduzida resistência ao cisalhamento, sendo essas características mais pronunciadas quando os processos físicos de adensamento e ressecamento ainda não ocorreram ou estão em estágios iniciais. Desta forma, a construção de qualquer estrutura sobre os depósitos de lamas tais como: diques, acessos, coberturas, dentre outras se apresentam como um grande desafio. Dentro deste contexto, esta pesquisa busca desenvolver uma metodologia para a previsão da evolução dos perfis de resistência não drenada dentro de um depósito de lamas, sendo necessário para isso, a obtenção de uma relação constitutiva entre o índice de vazios e resistência não drenada. Essa relação foi obtida para a lama proveniente da planta de beneficiamento da Unidade de Germano da Samarco Mineração S.A., através de ensaios de laboratório e monitoramento/ensaios de campo. Trabalhos anteriores focaram os estudos nas propriedades dessa lama no que diz respeito a sua compressibilidade, adensamento e ressecamento para aplicações voltadas a estocagem da mesma (Botelho, 2001; Silva, 2003 & Almeida 2004). A modelagem destes processos físicos foi proposta por Almeida (2004) e analisada em um estudo de caso por Lima (2006). Sendo assim, essa pesquisa vem complementar e fechar os trabalhos anteriores, analisando as características de resistência desse material. A metodologia desenvolvida mostrou grande potencialidade para a determinação da relação entre índice de vazios e resistência não drenada. Essa relação obtida foi usada de forma associada com o algoritmo numérico CONDES (Yao & Znidarcic, 1997), permitindo a previsão de perfis de resistência não drenada de depósitos de lama em função do manejo adotado. As análises mostraram que o manejo adotado afeta grandemente as características de resistência dos depósitos, bem como a estabilidade de estruturas construídas sobre os mesmos, destacando-se aí as coberturas comumente utilizadas na reabilitação de depósitos de lamas.Item Análise avançada via MRPR de estruturas mistas de aço e concreto.(2015) Lemes, Igor José Mendes; Silveira, Ricardo Azoubel da MotaO presente trabalho tem como finalidade a implementação e a avaliação de estratégias numéricas para realizar análises estáticas avançadas de estruturas mistas de aço e concreto. Utilizam-se formulações não lineares baseadas no Método dos Elementos Finitos (MEF) acopladas ao Método da Rótula Plástica Refinado (MRPR). Consideram-se simultaneamente os efeitos de segunda ordem e da plasticidade, em termos nodais, em sistemas estruturais como vigas, pilares e pórticos. A perda gradual da rigidez à flexão, via MRPR, é determinada através da localização da combinação de esforços solicitantes dentro da curva de resistência, que relaciona esforço normal e momento fletor. Fez-se necessária então a definição dos limites de início de plastificação e da capacidade resistente da seção. Para tal, métodos simplificados, utilizando normas de projeto, e uma formulação generalizada, baseada na compatibilidade de deformações, foram introduzidos ao sistema computacional CS-ASA (Computational System for Advanced Structural Analysis). Utiliza-se o método iterativo de Newton-Raphson acoplado, ou não, a estratégias de continuação para a solução das equações não lineares global e local (a nível da seção transversal). Por fim, apresentam-se análises numéricas avançadas de sistemas estruturais de aço, de concreto e mistos de aço e concreto através da formulação implementada. Os resultados obtidos são comparados com respostas numéricas e experimentais presentes na literatura.Item 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 OliveiraOs 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.Item Análise da confiabilidade de barras em perfis formados a frio submetidas à força axial de compressão pelo método FORM.(2018) Capanema, Denise Christie de Oliveira; Neves, Francisco de Assis das; Freitas, Marcílio Sousa da Rocha; Neves, Francisco de Assis das; Freitas, Marcílio Sousa da Rocha; Brandão, André Luis Riqueira; Souza, Flávio Teixeira deEste trabalho tem como objetivo a avaliação dos índices de confiabilidade e coeficientes de ponderação da resistência para barras submetidas à força axial de compressão de perfis formados a frio projetadas segundo a norma brasileira ABNT NBR 14762:2010 e a norma americana AISI S100:2016. Foi empregado o método de confiabilidade de primeira ordem FORM (First Order Reliability Method) e feito comparação com os métodos de confiabilidade FOSM (First Order Second Moment) e SMC (Simulação de Monte Carlo). Foram analisados, no total, 322 resultados de ensaios experimentais de colunas de perfis formados a frio carregadas concentricamente com seções U simples e U enrijecido obtidos de vários pesquisadores, para obtenção das estatísticas para a relação carga de ensaio versus carga predita para os três métodos disponíveis na Norma Brasileira para perfis formados a frio: o Método da Largura Efetiva (MLE), o Método da Seção Efetiva (MSE) e o Método da Resistência Direta (MRD). Os coeficientes de ponderação da resistência são obtidos para combinações de ações gravitacionais previstas na norma AISI S100:2016 e na norma brasileira ABNT NBR 14762:2010, sendo: 1,2Dn+1,6Ln e 1,25Dn+1,5Ln, além das relações entre ação variável e ação permanente, Ln/Dn, iguais a 5 para LRFD e 3 para LSD adotadas na calibração da norma AISI S100:2016. São considerados índices de confiabilidade alvo também empregados na calibração da norma AISI S100:2016, sendo βo = 2,5 para LRFD e βo = 3,0 para LSD. Os resultados mostraram que os índices de confiabilidade são mais conservadores com a menor relação Ln/Dn. Verificou-se que os índices de confiabilidade são superiores ao valor alvo βo = 2,5 e inferiores para βo = 3,0. Os resultados obtidos indicaram coeficientes de ponderação da resistência maiores que o valor adotado atualmente pela norma brasileira.Item Análise da deflexão lateral de edifícios tubulares metálicos de média altura.(1998) Aguiar, Helenice Aparecida de; Gouveia, Antônio Maria Claret de; Rodrigues, Francisco Carlos; Gomes, Orlando FerreiraNo presente trabalho, um método simples foi implementado para o cálculo da deflexão lateral de estruturas tubulares aporticadas através da técnica da membrana ortotrópica equivalente, considerando os efeitos shear lag e as distribuições dos deslocamentos axiais nos painéis de alma e de flange independentes. Exemplos numéricos foram fornecidos e os resultados foram comparados com os obtidos através da solução com Elementos Finitos para demonstrar a exatidão do método proposto.Item Análise da fadiga em juntas tubulares de plataformas offshore fixas através de modelos em elementos finitos.(2002) Taier, Roberto; Araújo, Ernani Carlos de; Godefroid, Leonardo Barbosa; Ebecken, Nelson Francisco FavillaDos custos de monitoramento das condições em serviço de uma instalação offshore estima-se que 50% referem-se a inspeções para averiguar trincas por fadiga. Inspeção e avaliação de defeitos são importantes para garantir a integridade da instalação ao longo do tempo, atendendo aos critérios de segurança e de operacionalidade. O aprimoramento dos procedimentos para elaboração dos programas de monitoramento inclui análises estruturais de confiabilidade, avaliações de conseqüências de falhas e cálculos refinados de vida à fadiga para identificar áreas críticas na estrutura. Neste trabalho, quatro juntas tubulares de uma plataforma offshore fixa foram modeladas em elementos finitos para o cálculo das respectivas vidas à fadiga e posterior comparação com os resultados obtidos através de modelos convencionais em elementos de barras. Foram também cotejados os fatores de concentração de tensões, obtidos com base nas formulações paramétricas, com os calculados através dos modelos em elementos finitos. Um programa computacional específico foi utilizado para a análise da fadiga contemplando o modelo usual completo da plataforma em elementos de barras. A partir desses resultados foram selecionadas quatro juntas tubulares típicas, que faziam parte do plano de inspeção da plataforma, para serem modeladas através de um programa específico de análise por elementos finitos. Os resultados desse trabalho objetivaram averiguar a validade do refinamento do cálculo da vida à fadiga em juntas críticas da plataforma e avaliar as suas conseqüências na elaboração do plano de inspeção. Os resultados obtidos permitiram concluir que a análise por elementos finitos tornase 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 apresentaram valores de vidas à fadiga melhores que os existentes, superiores à vida útil da plataforma com fator de segurança, não necessitando, portanto, fazer parte do plano de inspeção da plataforma.Item Análise da influência da variação de perfurações no comportamento e capacidade de carga de perfis formados a frio de seção tipo rack.(2017) Neiva, Luiz Henrique de Almeida; Sarmanho, Arlene Maria Cunha; Sarmanho, Arlene Maria Cunha; Souza, Flávio Teixeira de; Lima, Luciano Rodrigues Ornelas deOs perfis formados a frio (PFF), em função de sua versatilidade, economia e leveza, tem cada vez mais sido utilizados na construção metálica. A trabalhabilidade encontrada nos perfis de paredes finas permite uma grande variedade de seções transversais e aplicações. Um desses usos se dá nos sistemas de armazenagem, os racks, nos quais os PFF são empregados na maioria dos elementos, inclusive nas colunas. Tais colunas apresentam perfurações ao longo do comprimento, visando facilitar a montagem do sistema como um todo. Estudos a respeito da influência dessas perfurações no comportamento e resistência das colunas são relativamente recentes. Portanto, é necessário avaliar os modos de instabilidade usuais em seções de PFF com perfurações e a carga máxima dos elementos. Além disso, dificilmente o carregamento nas colunas do tipo rack é de forma centrada, considerando o arranjo dos sistemas de armazenagem. O carregamento excêntrico afeta a capacidade máxima, bem como o modo de falha dos perfis formados a frio. O objetivo deste trabalho é contribuir para o entendimento da influência das perfurações e da excentricidade nas colunas, bem como avaliar a ocorrência de modos de flambagem, local e distorcional, considerando o carregamento centrado e excêntrico. Os estudos foram realizados por meio do Método dos Elementos Finitos, com a utilização do programa ANSYS. Foi realizado estudo considerando perfurações ao longo do comprimento das colunas, sendo avaliada a influência do tamanho e da inclinação dos furos, bem como a variação da largura da alma, na carga de flambagem e na carga máxima desse elemento. No estudo citado foi considerada a coluna com carregamento centrado e com os resultados foi avaliada a influência da excentricidade para o arranjo de furos inclinados. Ao final é proposta uma formulação para avaliação da capacidade resistente para o modo local e distorcional utilizando o Método da Resistência Direta que é previsto em diversas prescrições normativas.Item Análise da influência das pontes térmicas no desempenho térmico de edificações estruturadas em aço.(2017) Caetano, Lucas Fonseca; Souza, Henor Artur de; Gomes, Adriano Pinto; Souza, Henor Artur de; Rocha, Joaquim Cardoso; Gomes, Adriano Pinto; Tribess, ArlindoDependendo da tipologia de construção, das características arquitetônicas e dos materiais empregados em uma edificação, a sua interação com o clima do local pode produzir impactos negativos no consumo de energia dos edifícios condicionados artificialmente e/ou naturalmente ventilados e, consequentemente, no conforto térmico dos usuários. Quando um material de alta condutividade térmica como o aço é colocado em paralelo com um material menos condutor, ou quando a área da estrutura em aço exposta é grande, a maior parte da transferência de calor ocorre através do aço, por condução, caracterizando um efeito conhecido por ponte térmica através do perfil em aço ou da estrutura exposta. A ponte térmica reduz a resistência térmica do sistema de fechamento e aumenta os gastos energéticos para aquecimento ou resfriamento do ambiente. Diante dessas considerações, neste trabalho avalia-se o desempenho térmico de ambientes naturalmente ventilados e condicionados artificialmente por meio de simulações computacionais utilizando o programa EnergyPlus. Os resultados obtidos mostram que, na simulação numérica dos ambientes naturalmente ventilados houve uma queda de 4,8% da temperatura interna do ambiente no período de inverno, para regiões climáticas mais frias, e um aumento de 1,5% da temperatura interna do ambiente no período de verão. Os efeitos das pontes térmicas foram mais evidentes na avaliação dos ambientes condicionados artificialmente. Houve um aumento máximo de 10,6% na carga térmica total de resfriamento do ambiente e, como consequência, uma variação máxima de 12,5% no consumo de energia da edificação, evidenciando que, quanto maior a área em aço exposta no fechamento da edificação, maior é o efeito causado por esta ponte térmica.Item 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 deOs 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.Item Análise da segurança estrutural da ponte Marechal Hermes sob efeito de corrosão usando confiabilidade estrutural.(Programa de Pós Graduação em Engenharia Civil. Departamento de Engenharia Civil, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto., 2010) Brandão, Leidimar Freire; Neves, Francisco de Assis dasEstruturas de pontes estão sujeitas a deterioração causada por diversos fatores, tais como: ambiente agressivo, mudança de carga de tráfego, choque de veículos. O fato de estas serem estruturas muito expostas faz com que o processo de degradação seja acelerado. Sabe-se ainda que o custo de implantação de uma estrutura desse porte é alto, logo, as inúmeras pontes existentes devem ser preservadas. A corrosão é o tipo de degradação mais frequente nestas estruturas e, se não for tratada, pode levar ao encerramento da vida útil da ponte. Assim, torna-se necessário o desenvolvimento de trabalhos que visem a manutenção e recuperação de pontes, visto que, além da reparação ser menos custosa, a interferência no tráfego local, e consequentemente o desconforto ao usuário, é reduzida. Este trabalho foi desenvolvido com o intuito de verificar a segurança estrutural da Ponte Marechal Hermes que liga os municípios de Pirapora e Buritizeiro e que se encontra em estado avançado de corrosão. Foi feito o uso de dados obtidos através de uma criteriosa inspeção já realizada em trabalho anterior. Foram realizadas simulações usando o software ANSYS para obter a probabilidade de falha da estrutura. Observou-se que mesmo em estado avançado de corrosão a segurança da ponte não está comprometida.Item Análise da viabilidade econômica via simulação de Monte Carlo para utilização da escória de aciaria como agregado na fabricação de pré-fabricados para a construção civil – ecoblocos.(2015) Gonçalves, Deyvid Ricardo Ramos; Peixoto, Ricardo André Fiorotti; Silva, Guilherme Jorge BrigoliniO Brasil é detentor das maiores reservas mundiais de minério de ferro e de um avançado parque siderúrgico, o que o tem possibilitado incrementar, de forma cada vez mais acelerada, a produção de aço, tanto para o consumo interno como para a exportação. O aço é essencial como matéria-prima para obras de infraestrutura, máquinas pesadas, edificações, etc., principalmente devido às suas características intrínsecas de qualidade e relativo baixo custo de produção. Como os volumes de rejeitos aumentam na mesma proporção da produção estão sendo gerados sérios problemas de passivos ambientais. Assim, torna-se imperativo maximizar a produtividade das operações e processos, bem como minimizar os custos financeiros e ambientais para a disposição daqueles rejeitos. Isso pode ser obtido via recuperação do metal contido nas escórias, com seu posterior retorno ao processo siderúrgico, reduzindo a extração de matéria-prima, consumo de energia e destinação da fração não-metálica ao mercado passível de utilizá-la economicamente. A Escória Bruta de Aciaria (EBA), tem composição química e granulométrica de 35% de FeO (SANTOS, 2013) e sua recuperação é economicamente viável através do processo mais usualmente de separação magnética. Concomitantemente, é separada a fração não-metálica constituída basicamente de óxidos de Cálcio (CaO), Magnésio (MgO) e Dióxido de Silício (SiO2). Para a fração não-metálica ser utilizada como agregado na construção civil, é necessário o tratamento, em relação à expansão, e também a britagem em tamanhos adequados. Estudos e experimentos desenvolvidos recentemente demonstram a similaridade de propriedades físicas e mecânicas das escórias da siderurgia e dos materiais convencionais (areia e brita) para a fabricação de matrizes de cimento Portland e possibilidades de total substituição de um pelo outro. O objetivo deste trabalho é quantificar os custos totais de produção para o beneficiamento de escórias de aciaria e sua utilização na fabricação de blocos de concreto de alvenaria e de pavimentação, utilizando a fração não-metálica em substituição integral dos materiais naturais convencionalmente utilizados. A Análise da viabilidade econômica foi realizada via simulação de Monte Carlo para a quantificação dos riscos da análise de riscos e incertezas. Obteve-se a determinação do custo de produção destes artefatos, segundo diferentes configurações e possiblidades de projetos de engenharia e a garantia da viabilidade econômica do projeto. Os resultados obtidos demonstram a viabilidade econômica do projeto com índices de cerca de 98% de viabilidade. Além disso, pode ser pago em aproximadamente 2,5 (dois anos e meio), considerando um investimento de R$ 9.406.943,48, com uma receita anual de R$ 10.843.651,03 e atendendo a taxa mínima de atratividade de 12,07%. Para a configuração utilizada, é possível obter-se lucro líquido mensal da ordem de R$ 308.000,00 descontado o imposto de renda.Item Análise de confiabilidade de vigas em perfis formados a frio susceptíveis à flambagem distorcional utilizando dados de análise numérica incorporados à variável erro do modelo.(2022) Silva, Márcio Maciel da; Freitas, Marcílio Sousa da Rocha; Vieira, Washington Batista; Freitas, Marcílio Sousa da Rocha; Vieira, Washington Batista; Brandão, André Luis Riqueira; Souza, Flávio Teixeira deAs vigas constituídas de perfis formados a frio em seção Ue e Ze são comumente utilizadas em coberturas, como terças, e também empregadas como vigas principais para estrutura de edificações. Em vigas de perfis formados a frio, submetidas à flexão simples, com restrição à flambagem lateral com torção e sem restrição à mesa comprimida, a flambagem distorcional pode ser o modo de falha predominante. Diante do exposto, este trabalho tem como objetivo mostrar o desenvolvimento de um estudo sobre o modo de instabilidade distorcional em perfis formados a frio de seções Ue e Ze sujeitos à flexão simples, por meio de análise numérica, utilizando o software em elementos finitos ABAQUS, e o CUFSM, um software baseado no método das faixas finitas. O software Matlab foi utilizado para automatizar a modelagem de forma que uma série de simulações numéricas com nãolinearidade geométrica e material fossem realizadas e validadas com resultados experimentais da literatura. A pesquisa envolveu 62 vigas de seção Ue e 78 vigas de seção Ze, com resultados experimentais para a validação do modelo numérico. Posteriormente, uma ampliação no banco de dados foi realizada, resultando em 108 vigas de seção Ue e 73 vigas de seção Ze. Portanto, o presente trabalho foi constituído de 1093 simulações de perfis formados a frio, abrangendo 170 vigas de seção Ue e 151 vigas de seção Ze. Assim, realizou-se uma análise de confiabilidade com o método FORM, utilizando combinações de ações de acordo com os parâmetros de calibração do AISI-LRFD e AISI-LSD para obter o índice de confiabilidade (β) e probabilidade de falha (Pf). A partir desses resultados, observou-se uma boa aproximação entre os índices de confiabilidade dos modelos de seção Ue e o índice alvo estabelecido de βo = 2,5, referência para a calibração do AISI S100:2016, considerando o coeficiente de ponderação da resistência = 1,10, disposto no método da resistência direta (MRD), apresentado no anexo C da ABNT NBR14762:2010. Entretanto, para os perfis de seção Ze, o índice de confiabilidade β apresentou-se inferior ao índice alvo de 2,5, sugerindo um aumento do coeficiente de ponderação da resistência , como disposto na ABNT NBR14762:2010.Item Análise de confiabilidade estrutural utilizando o método de Monte Carlo e redes neurais.(2004) Barbosa, Anderson Henrique; Freitas, Marcílio Sousa da Rocha; Neves, Francisco de Assis das; Sousa Junior, João Batista Marques de; Sagrilo, Luis Volnei SudatiA análise de confiabilidade estrutural em geral apresenta algumas restrições para alcançar uma solução. Os métodos analíticos FORM e SORM apresentam alguns problemas em função da complexidade da análise, que gera dificuldades na determinação dos pontos de mínimo. O método de simulação de Monte Carlo, embora seja de fácil implementação e absolutamente geral, o grande número de simulações pode exigir um tempo de processamento elevado, o que pode tornar sua aplicação inviável. Este problema tem sido resolvido através de técnicas de redução de variância tais como Amostragem por Importância e Esperança Condicionada. Neste trabalho propõe-se a aplicação de uma rede neural treinada para a substituição de etapas necessárias ao método de Monte Carlo, assim como da substituição do processo de análise estrutural e de confiabilidade, com o objetivo de reduzir o custo computacional requerido na análise. As redes utilizadas neste trabalho são do tipo backpropagation, fazendo-se uso do algoritmo de Levenberg – Marquartdt e do algoritmo do gradiente descendente com momentum. A aplicação das redes neurais, tanto atuando em conjunto com o método de Monte Carlo quanto substituindo toda a análise, proporcionou bons resultados com baixo custo computacional, o que atesta a viabilidade de sua aplicação.Item Análise de desempenho térmico em módulo de contêiner marítimo.(2018) Viana, Françoíse Santana; Souza, Henor Artur de; Gomes, Adriano Pinto; Souza, Henor Artur de; Rodrigues, Eliana Ferreira; Gomes, Adriano Pinto; Tribess, ArlindoO conforto térmico de um ambiente apresenta relação direta com os sistemas de fechamento (interno e externo) da edificação e a um projeto arquitetônico que aproveite de forma eficiente as condições climáticas locais. As simulações numéricas de estratégias arquitetônicas que proporcionem conforto ambiental aos ocupantes podem oferecer informações que aprimorem o processo de projeto na construção civil, que passa, hoje, por desafios em construir de forma mais econômica e ambientalmente viável. Considerando esses aspectos, neste trabalho analisa-se termicamente o equipamento contêiner a fim de determinar os parâmetros necessários para utilizá-lo na construção civil como edificação eficiente. O contêiner é escolhido como objeto de estudo pois é um módulo que pode ser adaptado para diversos tipos de climas, terrenos e construções. No Brasil, sua utilização é nova, por isso este estudo é necessário para se entender os métodos de construção do contêiner e as adaptações necessárias para o seu uso. A avaliação do desempenho térmico do contêiner é feita considerando as condições climáticas das zonas bioclimáticas brasileiras previstas na norma de desempenho térmico NBR 15.220, observando também os critérios da norma de desempenho de edificações habitacionais NBR 15.575. Para o estudo projetase uma edificação com 2 módulos de contêiner, totalizando uma área de 29,57m². O modelo é simulado numericamente utilizando o programa EnergyPlus, analisando o impacto do sombreamento, da ventilação natural e da massa térmica dos fechamentos no comportamento térmico da edificação. Os resultados obtidos mostram a necessidade de adaptações para que o contêiner possua habitabilidade em todas as zonas bioclimáticas analisadas. O uso de isolamento térmico nos fechamentos verticais, de uma cobertura termicamente eficiente, de uma fundação e cores com tons mais claros no fechamento externo proporcionam um melhor desempenho térmico à edificação, diminuindo a temperatura interna em até 9,5°C no verão e aumentando em até 7,9°C no inverno.Item Análise de edificações em estruturas metálicas constituídas de perfis formados a frio.(2001) Figueiredo, Marcelo dos Santos Mendonça; Sarmanho, Arlene Maria Cunha; Ribeiro, Luiz Fernando Loureiro; Krüger, Paulo Gustavo von; Rodrigues, Francisco CarlosOs perfis formados a frio estão cada vez mais sendo utilizados no Brasil em função do seu baixo peso e versatilidade. O uso deste perfis em residências ainda não é muito difundido em função de poucos estudos desenvolvidos no país para este tipo de aplicação. A partir da industrialização da estrutura metálica buscou-se utilizar lajes e fechamentos para acompanhar este processo de industrialização. O estudo estrutural baseou-se em um projeto arquitetônico de edifício de 4 pavimentos em perfis formados a frio. Este projeto foi escolhido em segundo lugar no segundo prêmio USIMINAS de arquitetura em aço. A solução arquitetônica adotada foi avaliada estruturalmente com a proposição de solução não convencional em que os aspectos dimensionais e construtivos foram avaliados. Neste trabalho analisou-se a estrutura metálica utilizando os perfis formados à frio, as lajes em painéis de concreto celular autoclavado e as paredes em chapas de gesso acartonado e cimentícias. Estudou-se ainda, a utilização de perfis formados a frio preenchidos de concreto armado visando maiores vãos no estudo estrutural. Os estudos de ligações seguiram o conceito de “luvas” e “nós” de aço e soldadas, de modo a tornar o processo de fabricação e montagem da estrutura mais prático e de baixo custo. Aspectos construtivos de cada solução estrutural, bem como das lajes e fechamentos foram abordados. Paralelamente ao estudo estrutural e ao processo construtivo foram realizadas avaliações de conforto térmico da edificação seguindo o projeto arquitetônico original.Item Análise de estabilidade de perfis formados a frio com perfurações.(2016) Faria, Vinícius de OliveiraOs sistemas de armazenagem industrial são estruturas utilizadas para armazenar produtos manufaturados, conhecidos também como racks, fabricados em perfis formados a frio com perfurações ao longo do comprimento. Há poucos estudos que consideram a magnitude do furo, disposição e forma dos mesmos, bem como a influência destes na capacidade resistente dos elementos. O objetivo deste trabalho foi avaliar os modos de instabilidade local e distorcional, considerando a influência dos furos no comportamento estrutural do perfil por meio de análises numéricas e experimentais. O estudo numérico foi realizado em elementos finitos via programa ANSYS e calibrado pela Teoria Generalizada de Vigas através do software GBTul. A maior divergência verificada foi de 4% entre as modelagens. O programa experimental foi composto por 18 ensaios sob carregamento axial centrado com o objetivo de medir os deslocamentos associados aos modos de flambagem local e distorcional. A carga última e os modos de colapso numéricos foram obtidos e comparados com os resultados experimentais, indicando a viabilidade na avaliação do comportamento pós crítico dos protótipos. A uniformidade nos resultados foi verificada, com pequena dispersão ocasionada por fatores de experimento. A existência dos furos acarreta em redução da carga última das colunas com a identificação do modo local somente entre as perfurações. Porém, esse último não influenciou na capacidade resistente das mesmas, predominando em todos os casos, o modo distorcional. Este novo modo de instabilidade difere da flambagem local e foi abordado neste trabalho como modo localizado de placa. A fim de se observar o desenvolvimento do mesmo, foi realizado um estudo paramétrico com variações de furos a partir de uma chapa plana e perfil tipo rack. Para os modelos, cujo comprimento médio dos furos é superior a 50% da largura da alma, o modo local inicia-se na região destes ocorrendo uma acentuada redução da carga crítica em relação às perfurações menores.