DECIV - Trabalhos apresentados em eventos
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Item Symbolic data analysis and supervised/ non supervised learning algorithms for bridge health monitoring.(2011) Crémona, Christian; Cury, Alexandre Abrahão; Orcesi, André; Dieleman, LucIn the past few years, numerous methods for damage assessment in connection with structural health monitoring were proposed in the literature. Several problems are raised for making these approaches practical for the engineer. The first concern is to determine whether a structure presents an abnormal behavior or not. Statistical inference is concerned with the implementation of algorithms that analyze the distribution of extracted features in an effort to make decisions on damage diagnosis. Learning algorithms have extensively been applied to classification and pattern recognition problems in the past years and deserve to be used for structural health monitoring. Two approaches are nevertheless available depending on the ability to perform supervised or unsupervised learning. The first group of methods forms the family of classification methods whereas the second group is referred to clustering techniques. In addition, data acquisition campaigns of civil engineering structures can last from several minutes to years. Dealing with large amounts of data is not an easy task and suitable tools are required to correctly extract important features from them. To deal with this issue, symbolic data analysis (SDA) is introduced for managing complex, aggregated, relational, and higher-level data. SDA is then coupled with supervised and non supervised learning algorithms to form a new family of hybrid techniques. From the non supervised learning side, dynamic clouds and hierarchy-divisive method have been used. From the supervised learning side, neural networks and support vector machines have been introduced. All these techniques have been developed within the concept of symbolic data analysis in order to compress data without losing its inherent variability. To highlight the different features of these techniques for structural health monitoring, this paper focuses attention on the monitoring of a railway bridge belonging to the high speed track between Paris and Lyon. During the month of June 2003, a strengthening procedure was carried out in this bridge. In so doing, vibration measurements were recorded under three different structural conditions: before, during and strengthening. In the following years (2004, 2005 and 2006), new tests were performed to observe how the dynamic behavior of the bridge evolved, especially for the case of frequency changes. The objective was to verify whether the strengthening procedure was still effective or not, in order terms if the new data could be still assigned to the condition “after strengthening”. This paper reports the major results obtained and shows how the techniques can be applied to cluster structural behaviors and classify new data.Item Ligações metálicas com perfis tubulares – comportamento e prescrições de projeto.(2010) Sarmanho, Arlene Maria Cunha; Araújo, Afonso Henrique Mascarenhas de; Batista, Eduardo de Miranda; Requena, João Alberto Venegas; Fakury, Ricardo Hallal; Pimenta, Roberval JoséAs ligações em perfis tubulares circulares ou retangulares podem ser de diversas tipologias, por exemplo: K, T, KT, X, etc. Quanto à posição dos membros que compõem as ligações estas podem ser: com afastamento ou sobreposição, uniplanares ou multiplanares. No caso de ligações em sistemas treliçados e associados às formas das seções transversais, circulares ou retangulares os modos de falha podem ser: plastificação da face ou de toda a seção transversal do banzo, junto a diagonais ou montantes; plastificação, amassamento ou instabilidade da face lateral da seção transversal do banzo junto a diagonais ou montantes sob compressão; plastificação ou instabilidade por cisalhamento do banzo, junto a diagonais ou montantes; ruptura por punção da parede do banzo na área de contato com diagonais ou montantes; ruptura por concentração de tensão de diagonais ou montantes na região da solda ou da própria solda; flambagem localizada de diagonais ou montantes comprimidos ou do banzo, na região da ligação. Assim análises e considerações de projeto com perfis tubulares devem considerar características especificas dos mesmos como os modos de falha das ligações. Neste trabalho são apresentadas as características gerais de comportamento e dimensionamento de ligações de sistemas treliçados com perfis tubulares circulares e retangulares. As ligações analisadas consideram as diversas tipologias de ligações, os modos de falha específicos a cada tipologia e os limites de resistência que devem ser considerados no dimensionamento. As ligações consideradas podem possuir banzos circulares ou retangulares com demais membros também circulares ou retangulares, tendo-se composições com diferentes seções transversais. Finalmente é apresentada as indicações de verificações de prescrições do texto-base da futura norma brasileira de projeto de estruturas de aço e mistas de aço e concreto com perfis tubulares (TB-NBT:2010) baseadas em normas internacionais consolidadas de ligações tubulares visando o projeto de estruturas de aço com estes perfis.Item A futura norma brasileira de projeto de estruturas de aço e estruturas mistas de aço e concreto com perfis tubulares.(2010) Fakury, Ricardo Hallal; Requena, João Alberto Venegas; Batista, Eduardo de Miranda; Sarmanho, Arlene Maria Cunha; Pimenta, Roberval José; Araújo, Afonso Henrique Mascarenhas deA norma ABNT NBR 8800:2008, publicada há cerca de dois anos, representou um marco importante para a evolução das estruturas de aço e mistas de aço e concreto no Brasil. Essa norma, finalizada após cerca de cinco anos de discussões, apresenta procedimentos atualizados, similares aos das normas internacionais mais aceitas, e compatíveis com outras normas brasileiras. Seu escopo engloba elementos estruturais com perfis abertos e tubulares. Apesar de todas as suas virtudes, a ABNT NBR 8800:2008, por ser uma norma geral, não consegue contemplar de forma mais precisa diversos aspectos do desempenho dos elementos estruturais tubulares. É o caso do valor da força axial resistente de barras submetidas a força axial de tração para o estado-limite último de ruptura da seção líquida, e também do valor da força axial resistente de barras axialmente comprimidas para o estado-limite último de instabilidade. É o caso ainda das vigas mistas, dos pilares mistos e das bases de pilares, onde a interação entre o aço e o concreto produz efeitos que precisam ser adequadamente tratados. Além disso, a ABNT NBR 8800:2008 não fornece as prescrições necessárias para o dimensionamento das estruturas treliçadas com perfis tubulares, relacionadas à análise estrutural e às ligações entre banzos e diagonais ou montantes. Com base no exposto, um grupo formado por pesquisadores e engenheiros produziu um texto-base de norma brasileira visando ao projeto de estruturas de aço e estruturas mistas de aço e concreto com perfis tubulares. Esse texto-base encontra-se praticamente finalizado e será, oportunamente, entregue a ABNT para ser transformado, após as devidas discussões em Comissão de Estudos, em norma brasileira. Todos os aspectos supracitados foram abordados, tendo como documentos balizadores principais as normas canadense, européia e estadunidense, além de publicações científicas recentes. Adicionalmente, o texto-base mantém compatibilidade, em métodos e procedimentos, com a ABNT NBR 8800:2008, que foi tratada como norma-mãe. Este trabalho apresenta inicialmente um breve histórico dos trabalhos de elaboração do texto-base supracitado, bem como seu escopo e formato. Em seguida, para praticamente todos os assuntos abordados no texto-base (dimensionamento de barras tracionadas, dimensionamento de barras comprimidas, ligações metálicas, análise estrutural de treliças, bases de pilares e elementos estruturais mistos de aço e concreto), fornece as diretrizes fundamentais seguidas e as principais diferenças e novidades em relação à ABNT NBR 8800:2008. Finalmente, destaca a importância de se ter uma norma atualizada para o avanço consistente da construção metálica com perfis tubulares no Brasil e elenca algumas idéias a respeito do futuro do conjunto de normas brasileiras das áreas de estruturas de aço e mistas de aço e concreto.Item Ligações de apoio de pilares em perfil tubular.(2010) Pimenta, Roberval José; Araújo, Afonso Henrique Mascarenhas de; Sarmanho, Arlene Maria Cunha; Batista, Eduardo de Miranda; Requena, João Alberto Venegas; Fakury, Ricardo HallalO aumento do uso de seções tubulares em estruturas metálicas tem destacado a necessidade de métodos que racionalizem as ligações de barras tubulares, inclusive a ligação de pilares de aço e pilares mistos de aço e concreto à fundação de concreto armado, submetida a ações estáticas. De maneira geral, essa ligação está sujeita a força axial, de compressão ou tração, a momento fletor e força cortante que podem induzir os seguintes estados-limites últimos: formação de charneira plástica na placa de base, ruptura por tração do chumbador, arrancamento do chumbador, esmagamento do concreto ou da argamassa expansiva de assentamento na região de contato com a placa de base e deslizamento da ligação, além da ruptura da solda de ligação do pilar à placa de base. Neste trabalho foram desenvolvidos estudos relativos ao dimensionamento de ligações de placas de base circulares e retangulares de pilares em perfil tubular circular e retangular. Esses estudos, baseados em avaliações teóricas apresentadas em normas e literatura internacionais, conduziram ao comportamento e distribuição simplificada de esforços solicitantes na ligação, conforme apresentado no texto-base, considerando o equilíbrio nos casos de solicitação axial a compressão e tração, separadamente. O caso C1 correspondente à situação em que não há momento fletor aplicado e a pressão de contato distribui-se uniformemente sob a placa de base; o caso C2, à situação de pequena excentricidade, onde o equilíbrio é possível sem a introdução de forças de tração nos chumbadores; o caso C3, à situação de grande excentricidade, onde é necessário considerar forças de tração nos chumbadores, para se manter o equilíbrio. Similarmente, para solicitação axial de tração tem-se: o caso T1 correspondente à situação em que não há momento fletor aplicado e a força axial de tração distribuise uniformemente entre os chumbadores; o caso T2, à situação de pequena excentricidade, onde o equilíbrio é possível sem que haja pressão de contato do concreto sob a placa de base; o caso T3, à situação de grande excentricidade, onde é necessário considerar a existência de pressão de contato, para que o equilíbrio seja mantido. Para cada caso, são apresentadas expressões para a determinação dos esforços resistentes de cálculo correspondentes a cada estado-limite último pertinente. São apresentadas ainda as disposições construtivas relativas aos chumbadores e ao bloco de apoio de concreto armado, necessárias para que sejam válidas as hipóteses e prescrições adotadas. Finalmente são apresentados exemplos de utilização e uma comparação entre ensaios experimentais realizados na Universidade Federal de Ouro Preto e os obtidos com a metodologia apresentada. Mostra-se que o método adotado conduz a resultados suficientemente conservadores para serem utilizados em projeto.Item Theoretical analysis of perforated rack columns.(2010) Sarmanho, Arlene Maria Cunha; Freitas, Marcílio Sousa da Rocha; Souza, Flávio Teixeira deIndustrial Storage Systems are usually built with cold-formed profiles. Their sections, called “rack sections”, are specially designed with perforations to accommodate connections and bolts for easy assemblage. This, however, induces unexpected failure modes in other sections. The aim of this research was to analyze the effects of perforations on column behavior and resistance using the commercial software ANSYS and the finite element method. The numerical values for this procedure were previously obtained using the finite strip method and the generalized beam theory. These results were then calibrated by comparing them to the finite element models of columns without perforation. The element type, mesh refinement and boundary conditions were carefully chosen to ensure that the finite element model reproduces actual column behavior. The finite element model was used to evaluate the effects of perforation size, quantity and distribution on column behavior.Item 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 CunhaOs 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.Item Modelagem numérica de ligações K tubulares entre RHS e CHS.(2011) Santos, Marcela Lima; Lima, Luciano Rodrigues Ornelas de; Sarmanho, Arlene Maria Cunha; Vellasco, Pedro Colmar Gonçalves da Silva; Silva, José Guilherme Santos da; Neves, Luis Felipe da CostaOs perfis tubulares sem costura são largamente em diversos países, porém, no Brasil, o uso desses perfis na construção civil era bastante limitado, restringindo-se praticamente a coberturas espaciais. Considerando uma nova realidade com o incremento do uso de perfis tubulares, este trabalho apresenta uma análise de ligações tipo “K” com perfis tubulares retangulares (RHS) para a corda e perfis circulares (CHS) para as diagonais efetuada com base na norma européia, Eurocódigo 3, e no CIDECT através de um modelo em elementos finitos desenvolvido no programa Ansys. As nãolinearidades físicas e geométricas foram incorporadas aos modelos, a fim de se mobilizar totalmente a capacidade resistente dessa ligação. A não-linearidade do material foi considerada através do critério de plastificação de von Mises através de uma lei constitutiva tensão versus deformação bi-linear de forma a exibir um comportamento elasto-plástico com um encruamento. A não-linearidade geométrica foi introduzida no modelo através da Formulação de Lagrange Atualizado. Os resultados numéricos são avaliados para a ligação em estudo quanto aos modos de falha, a distribuição de tensões, a influência da excentricidade, e a influência das relações geométricas entre as diagonais circulares e o banzo retangular.Item Avaliação numérica de ligações tubulares soldadas entre perfis circulares e vigas I considerando o efeito das cargas axiais.(2011) Reis, Sylvia Letizia Ferrarezi; Sarmanho, Arlene Maria Cunha; Araújo, Afonso Henrique Mascarenhas de; Lima, Luciano Rodrigues Ornelas deOs perfis tubulares sem costura são largamente utilizados em diversos países. No Brasil, o uso desses perfis na construção civil era bastante limitado, restringindo-se praticamente a coberturas espaciais. Considerando uma nova realidade com o incremento do uso de perfis tubulares, este trabalho apresenta uma análise de ligação tipo “X” uniplanar com perfis tubulares circulares para a coluna e perfis “I” para a viga. A rigidez da ligação foi avaliada através de um modelo em elementos finitos desenvolvido no programa Ansys. Foi feito um estudo considerando-se as relações entre diâmetro e espessura do tubo e o comprimento da mesa da viga de perfil “I” que influenciam na transmissão do momento, portanto na rigidez da ligação. Após a validação da metodologia empregada para modelagem das ligações, são apresentados os resultados obtidos numericamente e analiticamente. É analisado o comportamento momento versus rotação das ligações, portanto sua semi-rigidez. As não-linearidades físicas e geométricas foram incorporadas aos modelos, a fim de se mobilizar totalmente a capacidade resistente dessa ligação. Os resultados numéricos são comparados com resultados teóricos para a ligação em estudo e são avaliados os modos de falha e as cargas limites obtidas.Item Comportamento de ligações tubulares Tipo Kt entre perfis RHS e CHS.(2011) Lima, Nívia dos Santos; Lima, Luciano Rodrigues Ornelas de; Sarmanho, Arlene Maria Cunha; Vellasco, Pedro Colmar Gonçalves da Silva; Silva, José Guilherme Santos daOs perfis tubulares sem costura são largamente utilizados em diversos países, porém, no Brasil, o uso desses perfis na construção civil era bastante limitado, restringindo-se praticamente a coberturas espaciais. Considerando uma nova realidade com o incremento do uso de perfis tubulares, este trabalho apresenta uma análise de ligações tipo “KT” com perfis tubulares retangulares (RHS) para a corda e perfis circulares (CHS) para o montante e diagonais, efetuada com base na norma europeia, Eurocode 3, através de um modelo em elementos finitos desenvolvido no programa Ansys. As não-linearidades físicas e geométricas foram incorporadas aos modelos, a fim de se mobilizar totalmente a capacidade resistente dessa ligação. A não-linearidade do material foi considerada através do critério de plastificação de von Mises através de uma lei constitutiva tensão versus deformação bi-linear de forma a exibir um comportamento elasto-plástico com um encruamento. A não-linearidade geométrica foi introduzida no modelo através da Formulação de Lagrange Atualizado. Os resultados numéricos são avaliados para a ligação em estudo quanto aos modos de falha, a distribuição de tensões e a influência das relações geométricas entre as diagonais e montante circulares e o banzo retangular.Item Comportamento de ligações tipo K Entre RHS e CHS sujeitas a esforços axiais no banzo.(2011) Santos, Marcela Lima; Lima, Luciano Rodrigues Ornelas de; Vellasco, Pedro Colmar Gonçalves da Silva; Sarmanho, Arlene Maria Cunha; Silva, José Guilherme Santos daOs perfis tubulares sem costura são largamente utilizados em diversos países, porém, no Brasil, o uso desses perfis na construção civil era bastante limitado, restringindo-se praticamente a coberturas espaciais. Considerando uma nova realidade para o uso de perfis tubulares, este trabalho apresenta uma análise de ligações tipo “K” com perfis tubulares retangulares (RHS) para o banzo e perfis circulares (CHS) as diagonais efetuada com base na norma europeia, Eurocode 3, e no CIDECT através de um modelo em elementos finitos desenvolvido no programa Ansys. Nestas análises verificou-se a influência do esforço axial atuante no banzo no comportamento global das ligações. As não-linearidades físicas e geométricas foram incorporadas aos modelos, a fim de se mobilizar totalmente a capacidade resistente dessa ligação. A não-linearidade do material foi considerada através do critério de plastificação de von Mises através de uma lei constitutiva tensão versus deformação tri-linear de forma a exibir um comportamento elasto-plástico com encruamento. A não-linearidade geométrica foi introduzida no modelo através da Formulação de Lagrange Atualizado. Os resultados numéricos são avaliados para a ligação em estudo quanto aos modos de falha, a distribuição de tensões e a influência das relações geométricas entre as diagonais circulares e o banzo retangular.