MECOM - Mestrado Profissional em Construção Metálica

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Acabamentos de aparência monolítica incorporados a sistema contínuo em Light Steel Framing de vedação vertical externa.
(2019) Godinho, Hugo Coelho; Aguiar, Tito Flávio Rodrigues de; Ribas, Rovadávia Aline de Jesus; Aguiar, Tito Flávio Rodrigues de; Ribas, Rovadávia Aline de Jesus; Souza, Flávio Teixeira de; Rezende, Marco Antônio Penido de
No Brasil, a construção civil é marcada pela utilização de métodos construtivos manufatureiros de baixa produtividade, empregando mão de obra com baixa capacitação técnica. Para garantir mais qualidade às construções, aumento da produtividade e redução de custos, industrializar o processo construtivo é condição essencial para posicionar as empresas do setor à realidade competitiva do século XXI. Com o avanço dos sistemas estruturais independentes em concreto armado ou aço, os sistemas de vedações verticais internos e externos (SVVEI) deixaram de atuar na distribuição de cargas. Hoje, a utilização de sistemas de vedações verticais de peso elevado e execução manufaturada, como a alvenaria, mostra-se como uma alternativa menos viável perante o uso de sistemas de vedações leves, industrializados e sem função estrutural, como painéis em Light Steel Framing (LSF). Esta pesquisa buscou avaliar, a partir da norma brasileira de desempenho ABNT NBR 15575/2013 e da DIRETRIZ SiNAT N. 009/2016, a viabilidade técnica de se aplicar, nas edificações, sistemas de vedação verticais externos (SVVEs) estruturados em LSF, com camada interna em gesso acartonado e camadas externas em placas cimentícias ou em Exterior Insulation and Finish System (EIFS), revestidas com acabamentos de aparência monolítica. Foi realizada pesquisa exploratória e descritiva, de natureza aplicada, para subsidiar a comunidade profissional de arquitetura e engenharia. Para tanto, foram levantadas informações técnicas sobre os componentes dos SVVEs, normas nacionais e internacionais, e desenvolvido estudo de viabilidade técnica por meio da sistematização de dados sobre componentes ou sistemas globais similares que foram publicados em artigos científicos, relatórios técnicos. Confrontados os dados referentes aos sistemas construtivos estudados e os critérios da norma brasileira de desempenho de edificações habitacionais, o resultado indica que os SVVEs analisados são passíveis de atendimento aos critérios de desempenho estabelecidos na norma ABNT NBR 15575/2013. Portanto, os SVVEs pesquisados podem ser alternativas tecnicamente viáveis de ser implementados na construção civil brasileira.
Análise da aplicação do método da resistência direta a perfis formados a frio com perfurações submetidos à compressão.
(2017) Sales, Amaury Eloy Carvalho Araújo; Souza, Flávio Teixeira de; Souza, Flávio Teixeira de; Sarmanho, Arlene Maria Cunha; Martins, Jaime Florêncio; Nunes, Gabriel Vieira
Os perfis de aço formados a frio são amplamente utilizados na construção civil devido à facilidade na conformação das chapas, ao grande número de fornecedores e à variedades das seções transversais ofertadas. As seções rack utilizadas nas colunas dos sistemas de armazenagem industrial possuem perfurações para instalações de vigas e contraventamentos que modificam o comportamento e a resistência da estrutura dificultando o dimensionamento, uma vez que os métodos de dimensionamento previstos na norma brasileira não consideram as perfurações. O objetivo deste trabalho é utilizar um modelo numérico para determinar a força axial de compressão resistente de uma coluna constituída por perfis formados a frio com perfurações e, avaliar a viabilidade da adaptação dos procedimentos normativos para a determinação da força axial de compressão resistente sob o aspecto da flambagem distorcional. O trabalho visa contribuir na adaptação do método da resistência direta, previsto no anexo C da NBR 14762:2010, para perfis com perfurações. Para isto, realizou-se estudo numérico em elementos finitos através do programa ANSYS em colunas sem perfurações submetidas à compressão centrada. Os resultados foram comparados às prescrições normativas segundo o Método da Resistência Direta para validação do modelo. Em seguida, o modelo numérico validado foi utilizado para a avaliação das adaptações do Método da Resistência Direta para colunas com perfurações. Três opções de adaptação foram consideradas, duas propostas de um trabalho anterior e uma proposta neste trabalho. A análise das três situações indicou a viabilidade da adaptação do método da resistência direta para o dimensionamento de perfis com perfurações.
Análise da flambagem local da alma em longarinas no sistema misto aço e concreto de pontes rodoviárias.
(2018) Mendes, Thales José; Paula, Geraldo Donizetti de; Ribas, Rovadávia Aline de Jesus; Paula, Geraldo Donizetti de; Ribas, Rovadávia Aline de Jesus; Souza, Flávio Teixeira de; Oliveira, Cláudio Ernani Martins
As estruturas mistas aço e concreto agregam dois materiais distintos, utilizando o melhor de suas resistências nas longarinas de pontes rodoviárias. O estudo apurado da flambagem local da alma nos perfis de aço com alma esbelta busca um dimensionamento econômico. Nesse contexto, o objetivo desse trabalho é analisar a flambagem local da alma em longarinas constituídas por perfis I soldados sob lajes de concreto, de uma ponte rodoviária. A norma AASHTO é base para a análise numérica de um modelo de ponte, que é verificada pelo Método dos Elementos Finitos por meio do software Structural Analysis Programs (STRAP), resultando em um estudo da flambagem local da alma de grande confiabilidade. Aplicando-se enrijecedores nos perfis de alma esbelta, tem-se que o peso da longarina mostra-se 20 % menor do que os perfis de aço com alma não esbelta e isento de enrijecedores.
Análise da influência da rigidez das bases de colunas no comportamento estrutural de edifícios industriais em aço.
(2019) Souza, Alberto José Corrêa de; Paula, Geraldo Donizetti de; Souza, Flávio Teixeira de; Paula, Geraldo Donizetti de; Souza, Flávio Teixeira de; Inoue, Hisashi; Ribas, Rovadávia Aline de Jesus
Essa pesquisa tem como objetivo principal analisar a influência da rigidez dos tipos de bases de colunas no comportamento estrutural e na viabilidade técnico-econômica de edifícios industriais em aço, considerando os efeitos dos diversos tipos de ações solicitantes e resistência do solo. Os estudos foram realizados por meio do modelamento de dois tipos de edifícios industriais constituídos de perfis laminados de aço e as análises estruturais realizadas através do software SAP 2000. A verificação dos perfis e fundações foi realizada conforme prescrições das normas NBR 8800 (ABNT, 2008) e NBR 6122 (ABNT, 2010), respectivamente, e, para complementar a análise da viabilidade técnico-econômica das soluções estudadas, foram levantados os preços dos principais insumos envolvidos no projeto estrutural. Os resultados obtidos permitem inferir que o aumento da rigidez das bases das colunas proporciona estruturas mais econômicas, principalmente em casos de pequenos vãos de cobertura e grandes esforços de vento, e menores deslocamentos horizontais do topo dos pilares em relação à base. Porém, constatou-se que o volume total de concreto das bases engastadas tende a ser o dobro das bases rotuladas, verificando-se que quando se opta pela ligação rígida dos pilares nas bases, ocorre uma compensação da economia da estrutura em aço com os maiores gastos nas fundações em concreto armado, concluindo que a escolha do tipo de base de coluna deve basear-se mais em critérios técnicos do que econômicos. Também observou-se que, para os 120 casos simulados, em apenas 2,5% houve influência da resistência do terreno no dimensionamento das fundações. Em todos os demais casos a verificação aos requisitos de estabilidade, como segurança contra tombamento ou escorregamento, foi governante no cálculo. Conclui-se que a resistência do terreno exerce pouca influência no dimensionamento das fundações de galpões industriais sem pontes rolantes, portanto não pode ser considerada como fator principal para escolha do tipo de vinculação das bases de colunas, refutando hipótese inicial desse trabalho. A partir dos resultados apresentados, espera-se auxiliar profissionais dessa área de conhecimento no processo de decisão da escolha dos tipos de bases de colunas e sistemas de estabilização de edifícios industriais em aço, com base no conhecimento dos requisitos funcionais e condições locais, promovendo mais racionalidade nesse processo e otimização dos custos globais do empreendimento, aumentando a competitividade do emprego do aço nesse setor.
Análise da influência das dimensões de perfurações em perfis formados a frio tipo U enrijecidos sujeitos à flambagem distorcional submetidos à compressão centrada.
(2021) Oliveira, Letícia Caroline Policarpo; Souza, Flávio Teixeira de; Sarmanho, Arlene Maria Cunha; Souza, Flávio Teixeira de; Sarmanho, Arlene Maria Cunha; Alves, Vinicius Nicchio; Russo, Mário Luís Cabello
Os perfis formados a frio apresentam-se como resposta para variados tipos de sistemas estruturais, visto que o desenvolvimento da indústria metálica no mundo torna contínua a busca por estruturas mais leves, econômicas, eficientes e racionais. A elevada relação largura/espessura (esbeltez local) acentua a ocorrência de fenômenos de instabilidade, tais como modos local, distorcional e global, isolados ou em interação, que ocorre quando as cargas críticas coincidem ou apresentam valores próximos. Quando há interação entre esses modos, aumenta-se a complexidade para dar um prognóstico da capacidade de carga e do comportamento do elemento estrutural. Com o crescente uso dos perfis formados a frio, tornase necessário um estudo aprofundado para entender como esses fenômenos interferem na capacidade resistente desse tipo de perfil. O objetivo deste trabalho é avaliar a influência das perfurações na estabilidade e na força axial de compressão resistente dos perfis formados a frio do tipo U enrijecido sujeitos à flambagem distorcional, quando submetidos a uma força de compressão, por meio de métodos numéricos e teóricos adaptados para considerar as perfurações. Na presente pesquisa, foram analisados 4 grupos de perfis U enrijecidos, em cinco situações diferentes: perfil sem furos e com furos de comprimento igual a 20%, 40%, 60% e 80% da largura da alma (bw), sendo eles posicionados a uma distância da aresta alma/flange igual a 20% de bw, espaçados a uma distância de 40% de bw e com largura equivalente a 10% de seu comprimento. Como principais conclusões pode-se ressaltar que o método proposto por Sales apresentou melhores resultados e que não há uma variação expressiva para o valor característico da força axial de compressão resistente para o método de MOEN 2, quando se varia a altura do furo.
Análise da influência do parâmetro delta no custo de pilares mistos revestidos.
(2022) Oliveira, Paulo Edgar Fernandes Rodrigues de; Fernandes, Walliston dos Santos; Machado, Roberta Maria; Fernandes, Walliston dos Santos; Rocha, Paulo Anderson Santana; Ribas, Rovadávia Aline de Jesus; Souza, Flávio Teixeira de; Monteiro, Anelize Borges
São recorrentes no meio acadêmico pesquisas sobre técnicas e processos construtivos mais eficientes, objetivando a busca por estruturas de menor custo e com processo executivo mais industrializado. Neste aspecto da evolução da construção civil, as estruturas mistas são interessantes elementos a serem estudados, sendo os pilares mistos constituídos por aço e concreto armado que trabalham de forma conjunta a suportar principalmente os esforços verticais de compressão. Nesse contexto, o presente estudo analisa, dentre as diversas premissas que condicionam o cálculo de pilares mistos revestidos, o fator de contribuição do aço, ou também chamado de parâmetro delta, que é obtido pela razão entre a força axial resistente de cálculo do perfil de aço e a força axial resistente da seção transversal mista. A análise direciona-se na relação do parâmetro delta e o custo total da seção transversal de pilares revestidos sujeitos a carga axial de compressão, onde foram arbitrados parâmetros fixos e variáveis para as seções mistas. Definiram-se cinco seções transversais para pilares totalmente revestidos. Para os pilares parcialmente revestidos, o próprio perfil é o limitante geométrico da seção transversal mista. Sendo assim, foram analisados 367 perfis soldados e laminados, descritos no Apêndice A, conforme as premissas presentes no roteiro de cálculo definido pela NBR 8800 (ABNT, 2008). Optou-se por desenvolver um código em linguagem Python® para auxílio e otimização do tempo na análise das inúmeras condicionantes de cálculo, além de proporcionar que tal verificação abrangesse o grande número de perfis propostos. Os resultados obtidos demonstraram para os pilares totalmente revestidos uma evidente influência do parâmetro delta no custo final do elemento misto, principalmente quando submetidos a cargas de menor intensidade, expondo uma variação de custo de até 136,57%, a depender do perfil de aço escolhido e sua respectiva área da seção transversal, sendo tal insumo governante no custo-benefício do pilar. Para pilares parcialmente revestidos o mesmo não pode ser afirmado, haja vista que o valor obtido para o parâmetro delta não corresponde necessariamente ao aumento ou não do custo da seção mista.
Análise da produção científica no contexto de aplicações das tecnologias da Indústria 4.0 na construção civil.
(2022) Souza, Rodrigo Vieira de; Gomes, Helton Cristiano; Guimarães, Irce Fernandes Gomes; Gomes, Helton Cristiano; Guimarães, Irce Fernandes Gomes; Souza, Clarisse da Silva Vieira Camelo de; Russo, Mário Luís Cabello
A indústria da construção civil possui relevante participação na economia de um país. Porém, nota-se que é um setor que apresenta custos elevados com desperdícios, atrasos na entrega das obras e retrabalhos nos processos produtivos. Por outro lado, os conceitos da Indústria 4.0 propõem mudanças radicais para os diferentes tipos de sistemas produtivos através de sistemas altamente automatizados e robotizados trazendo elevada e eficiente troca de dados e utilização de recursos que prometem segurança da informação, constante melhoria no processo, alta produtividade e rapidez de resposta nos processos produtivos. Observa-se uma crescente aplicações de tecnologias advindas da Industria 4.0 dentro do contexto da construção civil, buscando aprimorar processos e reduzir custos. Neste contexto, o presente estudo apresenta uma revisão sistemática de literatura (RSL) e posteriormente, uma análise bibliométrica, seguida de uma adaptação da matriz QFD para a classificar as informações encontradas em trabalhos acadêmicos sobre o tema em questão. Para a elaboração da pesquisa, considerou-se as produções científicas e comunicações publicadas no período de 2015 a 2020. As bases de dados consideradas foram Scopus, Web of Science, CAPES e Microsoft Academic. Os resultados indicam uma predominância de publicações em países como Estados Unidos, China, Austrália, Itália, Reino Unido e Malásia. Sugere-se que as políticas públicas dos países citados sejam impulsionadoras do elevado número de publicações, o que, por consequência, parece contribuir para uma maior inserção de tecnologias da Indústria 4.0 no setor da construção civil. Regiões como a América do Sul e boa parte da África apresentam baixo número de publicações, sendo que algumas destas publicações abordam justamente as dificuldades de implementação destas tecnologias nestes países, como problemas enfrentados no que diz respeito a cibersegurança, aspectos culturais e baixo investimento e desenvolvimento em tecnologias.
Análise da utilização de terra para prototipagem rápida na construção civil.
(2022) Walter, Guilherme de Oliveira; Silva, Guilherme Jorge Brigolini; Pinto, Paulo Raimundo; Silva, Guilherme Jorge Brigolini; Pinto, Paulo Raimundo; Souza, Flávio Teixeira de; Silva, Keoma Defáveri do Carmo e
Análise de estratégias para mitigar os efeitos de pontes térmicas no sistema de construção Light Steel Framing.
(2023) Martins, Paula Daniela; Gomes, Adriano Pinto; Lage, Carmem Miranda; Gomes, Adriano Pinto; Lage, Carmem Miranda; Caetano, Lucas Fonseca; Mendes, Júlia Castro
Nos últimos anos o número de construções em Light Steel Framing (LSF) cresceu expressivamente no Brasil. E, apesar de ser um sistema de construção com várias vantagens, como maior sustentabilidade quando comparado com o sistema de construção convencional em concreto armado e alvenaria, se mal projetadas, as edificações podem ser penalizadas com os efeitos das pontes térmicas. As perdas e ganhos de calor, originadas pelas pontes térmicas, podem levar à degradação do fechamento vertical e a maiores gastos com energia para aquecimento e resfriamento do ambiente interno. Além disso, por ser um método construtivo importado, é imprescindível que análises sejam feitas para o clima brasileiro. Assim, o presente trabalho consiste na avaliação dos efeitos das pontes térmicas em um ambiente condicionado artificialmente, considerando 9 configurações construtivas ao longo das 8 zonas bioclimáticas do Brasil. Ademais, avalia-se o impacto de estratégias de mitigação das pontes térmicas, como a aplicação de thermal breaks, variação da geometria da mesa do perfil metálico e aplicação do sistema ETICS, utilizando o software THERM. Os resultados apontam que a construção fria, cujo isolamento está situado no interior da parede do sistema LSF, apresenta o pior desempenho em todas as zonas bioclimáticas, tanto para a condição de temperatura mínima quanto máxima. Assim, as construções híbrida e quente são as mais indicadas para o clima brasileiro. As análises apontam, também, que a estratégia que mais impacta positivamente no desempenho térmico da envoltória é a aplicação sistema ETICS, o qual chega a reduzir em 47% o valor da transmitância térmica do fechamento, quando comparado com a construção sem o sistema.
Análise de flambagem distorcional em perfis formados a frio com seção do tipo U enrijecido com variação da posição e da largura das perfurações.
(2023) Pereira, Aline Fatima Nascimento; Souza, Flávio Teixeira de; Sarmanho, Arlene Maria Cunha; Souza, Flávio Teixeira de; Sarmanho, Arlene Maria Cunha; Russo, Mário Luís Cabello; Alves, Vinicius Nicchio
O uso dos Perfis Formados a Frio na construção civil possibilita vantagens econômicas intrínsecas à sua leveza, versatilidade e rapidez de produção e execução. No entanto, a esbeltez característica dos mesmos poderá agravar fenômenos de instabilidade que interferem na sua capacidade resistente. Isso aliado a inserção de furos na alma dos perfis para a passagem de dutos para sistemas construtivos e para a fixação de elementos estruturais interfere na resistência e gera a necessidade de conferência da flambagem distorcional, calculada pelo Método da Resistência Direta que consta no Anexo C da ABNT NBR 14762. Sendo assim, o presente trabalho avalia a influência da largura e da posição dos furos em Perfis Formados a Frio do tipo U enrijecido submetidos à compressão centrada e sujeitos à flambagem distorcional. Realizou-se a análise linear para perfis sem perfurações através da Teoria Generalizada de Vigas por meio do software GBTul. Em sequência, utilizou-se a área líquida da seção para a análise teórica através das formulações retiradas do Método da Resistência Direta e foi feita a análise numérica não linear baseada no Método dos Elementos Finitos via software ANSYS, para perfis com e sem furos. Os valores das forças axiais de compressão resistentes pelos dois métodos foram comparados e seus resultados demonstraram que quanto maiores os furos, maior a redução da resistência. Conclui-se que a existência de uma ou duas linhas de furos não é um critério de grande relevância, uma vez que os resultados ficaram muito próximos. Por fim, verifica-se que há uma boa correlação entre os resultados numéricos e analíticos, o que indica a validação do método utilizado.
Análise de manifestações patológicas construtivas em edificações residenciais na cidade de Rio Doce, MG.
(2023) Rioga, Claudiano Luiz; Ribas, Rovadávia Aline de Jesus; Paula, Geraldo Donizetti de; Ribas, Rovadávia Aline de Jesus; Paula, Geraldo Donizetti de; Martins, Jaime Florêncio; Oliveira, Géferson Diogo de
A lama decorrente do rompimento da barragem de rejeitos de Fundão, da empresa Samarco Mineração, ocorrido no distrito de Bento Rodrigues, em Mariana, MG, em 5 novembro de 2015, atingiu a bacia do Rio Doce, cidades e povoados adjacentes. Foi um desabamento de grande proporção que provocou impactos ambientais, físicos e sociais. Os danos e comprometimentos das áreas físicas de cidades próximas a calha do rio Doce levaram à necessidade de várias obras de recuperação e compensação. Para realização de todas as obras, foi criada a Fundação Renova, que é uma entidade autônoma e sem fins lucrativos, responsável pela reparação dos impactos causados pelo rompimento da barragem, com o objetivo de se dedicar exclusivamente e em tempo integral a implementações e gestão de todos os programas necessários para reparar, mitigar e compensar os danos causados pelo rompimento. Com isso, várias obras vêm sendo realizadas nas cidades próximas ao Rio Doce, que estavam no caminho da lama e foram impactadas pelo rompimento da barragem. Dentro do processo de reparação, a área urbana da cidade de Rio Doce tornou-se um canteiro de obras de médio/grande porte, com grande fluxo de automóveis, caminhões e equipamentos pesados. A pedido da Fundação Renova, foram realizadas vistorias cautelares nos imóveis localizados próximos às obras e nas rotas dos caminhões e equipamentos, visando avaliar as condições das edificações e suas estruturas antes a execução das obras, identificando-se, assim, possíveis danos que viessem a surgir, garantindo segurança jurídica para a entidade e a comunidade local. Nesse contexto, o objetivo desta dissertação foi realizar uma análise quantitativa das manifestações patológicas mais recorrentes nas edificações constantes nos laudos estudados e propor soluções para sua reparação. Para isso, foi feito um estudo de caso, em que foram analisados 33 laudos realizados em edificações da cidade de Rio Doce antes do início das obras de compensação/reparação devido ao rompimento da barragem. Após análise dos laudos, foram identificadas 1415 manifestações patológicas em diversas partes das edificações, inclusive em suas estruturas. Verifica-se que, em termos gerais, a maior parte das manifestações patológicas está relacionada à presença de infiltração, má qualidade de materiais, emprego de mão de obra pouco qualificada, falta de manutenção e/ou manutenção inadequada, que podem afetar diretamente a segurança e a saúde dos usuários. Outros possíveis fatores que podem ter favorecido a instalação desses problemas é a falta de projetos e de acompanhamento técnico durante a construção. Observados esses aspectos, várias manifestações patológicas poderiam ter sido evitadas.
Análise de manifestações patológicas em edificações escolares da rede pública federal - estudo de caso (IFMG - Campus Ouro Preto).
(2023) Ferreira, Renato José; Ribas, Rovadávia Aline de Jesus; Souza, Flávio Teixeira de; Ribas, Rovadávia Aline de Jesus; Souza, Flávio Teixeira de; Paula, Geraldo Donizetti de; Oliveira, Géferson Diogo de
O longo período de uso e a falta de manutenção periódica e preventiva, geralmente por carência de orçamento, levam à degradação de edificações escolares públicas, contribuindo para o surgimento de diversas manifestações patológicas, ocasionando ambientes insalubres, com funcionalidades e estética comprometidas. Uma adequada recuperação desses edifícios deve começar por um levantamento dos problemas, bem como de suas causas e potenciais soluções. Nesse contexto, o trabalho proposto tem o objetivo de identificar manifestações patológicas em edificações escolares da rede pública federal, analisar suas causas e propor sua adequada recuperação. O estudo é realizado em edificações de um campus do Instituto Federal de Minas Gerais. Para o estudo, é feita uma investigação exploratória, levantamento fotográfico e coleta de dados in loco, mapeando-se as condições de três edificações e identificandose as manifestações patológicas existentes nas estruturas e nos sistemas de fechamento, bem como suas causas. São relacionados os tipos de manifestações patológicas dos sistemas estruturais, dos sistemas de fechamento vertical e das coberturas de cada uma das edificações, sendo propostas soluções viáveis técnica e economicamente para mitigá-las. A pesquisa indica que a prevenção das manifestações patológicas deriva de projetos adequados à realidade climática local e à disponibilidade de orçamento para manutenções preventivas, sugerindo-se a adoção de projetos mais simples e funcionais para evitar danos às edificações e elevados custos com manutenção.
Análise de patologias em obras públicas edificadas em estruturas de aço na cidade de Mariana-MG aplicando tecnologia BIM como proposta de reparação.
(2019) Teixeira, Luis Paulo Góis; Ribas, Rovadávia Aline de Jesus; Paula, Geraldo Donizetti de; Ribas, Rovadávia Aline de Jesus; Paula, Geraldo Donizetti de; Martins, Jaime Florêncio; Russo, Mário Luís Cabello
A estrutura de aço aplicada em edificações públicas além de conferir praticidade em sua execução proporciona uma redução no que se refere ao desperdício de materiais no canteiro de obras, sendo capazes de superar as construções edificadas em concreto armado nesse aspecto, possibilitando um desenvolvimento cada vez mais progressivo. Muitos exemplos de aplicabilidade se direcionam para ginásios, áreas de lazer públicas, quadras, galpões de almoxarifado, passarelas e muitas outras modalidades estruturais que se agregam no contexto urbano. É importante ressaltar que essas estruturas muitas vezes são expostas diretamente ao meio ambiente e às intempéries tendendo a gerar inúmeras patologias na estrutura, que podem ocasionar, além de um desempenho global inadequado, também a ruína da mesma. Nesse contexto, o objetivo desse trabalho é analisar quatro edificações públicas, estruturadas em aço, do município de Mariana -MG, no intuito de detectar patologias nas estruturas e propor possíveis soluções para a recuperação das mesmas. Como metodologia são realizados levantamentos de campo com registros fotográficos das manifestações patológicas e apresentação dos aspectos gerais e as causas prováveis das anomalias e falhas detectadas. Os resultados são analisados com apresentação de ações e indicação de terapias corretivas, bem como a elaboração de um modelo de programa de manutenção preventiva, visando à otimização dos custos de manutenção e o auxílio de decisões de reparos e tratamentos, que são inseridos em uma plataforma BIM, por meio de tabelas descritivas que podem ser aplicadas em trabalhos colaborativos.
Análise do desempenho acústico de sistemas de fechamentos industrializados para edificações.
(2019) Magalhães, Paulo Henrique Silva; Ribas, Rovadávia Aline de Jesus; Paula, Geraldo Donizetti de; Ribas, Rovadávia Aline de Jesus; Paula, Geraldo Donizetti de; Souza, Henor Artur de; Russo, Mário Luís Cabello
A inserção de novos métodos de execução e materiais no cotidiano da construção civil proporciona a melhora da qualidade de vida e o conforto dos usuários de edificações, possibilitada a partir de estudos e testes. Nesse contexto, o objetivo desse trabalho foi analisar o desempenho acústico de sistemas de fechamentos industrializados aplicados a edificações, visando a adequação e otimização do conforto acústico para os usuários. O desempenho acústico dos sistemas de fechamentos foi realizado por meio de uma análise computacional, avaliando-se a Perda na Transmissão Sonora (PT) que ocorre através dos fechamentos. Os materiais avaliados foram: painéis de placa cimentícia (PLC), gesso acartonado (GEA), pré-moldado de concreto (PMC), concreto celular autoclavado (CCA), poliestireno expandido (EPS), vidro (VDO), placa de tiras de madeiras orientadas - oriented strand board (OSB) e alvenaria de tijolo cerâmico (ATC). As análises foram feitas com base em um método gráfico em painéis simples e duplos aplicando-se um modelo computacional. De acordo com os resultados das análises, pode-se verificar que composições de materiais dos fechamentos apresentaram os maiores valores de perda na transmissão sonora. Em painéis simples, a alvenaria de tijolo cerâmico (ATC) se destacou mediante o concreto celular autoclavado (CCA) e vidro (VDO), apresentando resultados inferiores de PT apenas quando comparada ao pré-moldado de concreto (PMC). Em painéis duplos, quando comparados com a ATC, o poliestireno expandido (EPS) obteve a maior PT, seguido por placa cimentícia (PLC), gesso acartonado (GEA), placa de tiras de madeiras orientadas combinado com gesso acartonado (OSB-GEA) e painel de tiras de madeiras orientadas (OSB).
Análise estatística da produção de cimento no Brasil e sua relação com o PIB da construção civil.
(2021) Souza, Ana Carolina Rodrigues da Rocha; Gomes, Helton Cristiano; Guimarães, Irce Fernandes Gomes; Gomes, Helton Cristiano; Guimarães, Irce Fernandes Gomes; Souza, Clarisse da Silva Vieira Camelo de; Muniz, Leandro Reis
A Indústria da Construção Civil (ICC) possui considerável participação no PIB brasileiro. O PIB deste setor mantém-se, geralmente, acima dos 5% ao ano, o que resulta em um forte impacto na economia do país. Como há elevada necessidade de mão de obra e insumos, a ICC gera renda devido à oferta de empregos e movimenta a economia dos demais setores. O cimento é um recurso altamente utilizado na construção civil, sendo empregado em quase todas as obras de infraestrutura. Devido ao fato de ser o principal componente do concreto, faz com que este insumo seja amplamente utilizado, com isso, ocupa o segundo lugar entre os materiais mais utilizados no mundo, perdendo apenas para a água, e o Brasil encontra-se entre os 10 maiores produtores deste insumo. Estudos têm mostrado como os dados desempenham papel fundamental dentro de uma organização, oferecendo insights capazes de auxiliar nas tomadas de decisões estratégicas, assegurando competitividade no mercado. As organizações geram com alta velocidade, grandes volumes de dados que não possuem padrões em sua estrutura e podem ser captados em tempo real. Porém, esses dados tornam-se inúteis caso informações valiosas não sejam extraídas, fazendo-se necessária a utilização da Mineração de Dados (MD) e da Aprendizagem de Máquina (AM), que possuem métodos capazes de identificar padrões e correlações, realizar associações e fazer predições. Essa dissertação teve como objetivo avaliar o comportamento da produção de cimento no Brasil, baseando-se em seus dados históricos. Com isso foi possível identificar tendências e períodos de sazonalidade na série temporal (ST), bem como fazer previsões para períodos futuros. Feito isso, analisouse a existência de correlação entre a produção de cimento e o PIB da ICC no Brasil, sendo essa hipótese confirmada por testes estatísticos. Dada a forte correlação positiva entre as ST´s, foi possível propor modelos de AM para tentar predizer o PIB da ICC com base na produção anual de cimento no Brasil. Os modelos utilizados mostraram-se eficientes, apresentando elevada acurácia, isto é, coeficientes de determinação superiores a 80%. Com base nos erros de previsão, foi possível concluir que os métodos de Ensemble Learning melhor se adaptaram aos dados, com destaque para o Random Forest. Os resultados obtidos podem auxiliar os gestores da ICC a tomarem melhores decisões, permitindo a eles prepararem-se para as oscilações do mercado.
Análise estrutural de contêineres marítimos utilizados em edificações.
(2017) França Junior, Adelmo Magalhães de; Souza, Flávio Teixeira de; Sarmanho, Arlene Maria Cunha; Souza, Flávio Teixeira de; Sarmanho, Arlene Maria Cunha; Arcipreste, Cláudia Maria; Mazon, Ana Amélia Oliveira
Os contêineres marítimos, responsáveis pelo transporte de mercadorias pelo mundo todo, possuem destino incerto ao término de sua vida útil, sendo abandonados e acumulados nos portos do mundo inteiro. Recentemente, com o aumento da preocupação com a sustentabilidade, profissionais da cadeia de produção da construção civil estão reciclando os contêineres marítimos ao inseri-los em projetos de residências, hotéis, escolas, lojas, etc. Um fator que contribui para o aumento é o fato desses componentes proporcionarem uma relação custo-benefício vantajoso, considerando que o seu custo final e seu cronograma de implantação são significativamente menores quando comparados com uma construção nos padrões convencionais. A técnica construtiva envolvendo contêineres requer os padrões técnicos de uma construção metálica e planejamento detalhado à entrega ao cliente. Adicionalmente são necessários cuidados no que diz respeito à aquisição dos contêineres no que tange à garantia da qualidade do produto final, bem como a mitigação dos efeitos térmicos e acústicos. Este trabalho tem por principal objetivo, avaliar a utilização de contêineres marítimos na construção civil, considerando questões pertinentes às técnicas construtivas relacionadas ao contêiner marítimo. Para isto, foi feita uma investigação a respeito dos elementos estruturais do contêiner, bem como os materiais empregados – em especial o aço anticorrosivo. Reuniram-se informações relativas ao sistema construtivo, que vai da fase de projeto, aquisições e transporte, fundações, reparos e adaptações, pintura, montagem, aplicação de fechamentos e isolamentos até a instalação de sistemas complementares. Foi feita também a simulação estrutural dos contêineres. A partir das informações compiladas, foram criados quatro modelos computacionais sendo que em cada um simulou-se uma hipótese em função das condições de apoio, aberturas e carregamentos distintos. Para estes modelos computacionais aplicou-se o Método dos Elementos Finitos por meio do software SAP2000, utilizando os elementos de barra e de casca. Os resultados obtidos de cada análise indicaram que o contêiner tem sua rigidez diminuída quando se utilizam aberturas em seus painéis laterais, ocasionando deslocamentos e excessivas tensões próximas à tensão de escoamento do material.
Análise estrutural via método dos elementos finitos de reforços em contêineres ISO reutilizados na construção civil.
(2021) Felipe, Yasmine Luz; Souza, Flávio Teixeira de; Sarmanho, Arlene Maria Cunha; Paula, Geraldo Donizetti de; Souza, Flávio Teixeira de; Sarmanho, Arlene Maria Cunha; Paula, Geraldo Donizetti de; Martins, Jaime Florêncio; Mazon, Ana Amélia Oliveira
Os contêineres têm sido reutilizados em todo o mundo como componentes estruturais no projeto de edifícios, apresentando-se como um sistema construtivo com grande potencial. Dentre os diferentes tipos encontrados no mercado, destacam-se aqueles fabricados de acordo com as normas ISO, pois garantem uniformidade no que diz respeito às suas características mecânicas e geométricas. Nesta pesquisa, foram elaborados modelos numéricos do contêiner de 20 pés Standard, um fechado (sem aberturas) a partir do qual foram obtidos outros dez realizando-se diferentes configurações de aberturas, por meio do software ANSYS. Foram realizadas simulações dos mesmos, via método dos elementos finitos, sem e com aplicação de cantoneiras de abas iguais e de perfis de seção I como reforços estruturais nas aberturas. Os resultados obtidos dos deslocamentos (transversais, verticais e longitudinais) nas estruturas e das tensões de von Mises nas chapas foram analisados e comparados, a fim de avaliar a eficiência dos reforços em cada uma das situações. Concluiu-se que, para as condições aplicadas a esses modelos, seus desempenhos são satisfatórios e contribuem para adaptar os contêineres a diversos projetos arquitetônicos.
Análise experimental da resistência ao cisalhamento do conector Hilti X-HVB em vigas mistas de aço e concreto.
(2018) Silva, Marcos Antônio da; Paula, Geraldo Donizetti de; Ribas, Rovadávia Aline de Jesus; Paula, Geraldo Donizetti de; Ribas, Rovadávia Aline de Jesus; Souza, Flávio Teixeira de; Inoue, Hisashi
A construção metálica no Brasil surge por volta dos anos 1950, tendo o edifício garagem América a primeira edificação de grande porte a ser concebido. A partir desse momento novas edificações e empreendimentos foram surgindo impulsionados pela recente criação da Companhia Siderúrgica Nacional – CSN, tendo-se criada a Fábrica de Estruturas Metálicas – FEM. As construtoras especializaram-se na fabricação de estruturas metálicas, com suporte de países que dominavam este tipo de construção. Mesmo timidamente, houve avanços e temos hoje tecnologia e conhecimento fabril para realização de novas e complexas edificações. O uso do conector de cisalhamento tem a função de diminuir o deslizamento horizontal, que ocorre quando a edificação sofre com as cargas laterais, ou seja, transmite o cisalhamento na interface aço-concreto. Nas primeiras edificações no Brasil, utilizou-se muito o conector tipo “U” de perfil laminado e, em outras ocasiões, o perfil “U” conformado a frio. O conector tipo pino com cabeça “stud bolt” desenvolveu-se na década de 1940, mas sua aplicação ocorreu no ano de 1980. Pode-se dizer que sua utilização está bem difundida e aprovada pelas normas nacional e internacional. Em 2010 surge o conector Hilti X-HVB, sendo que sua aplicação em maior escala está na Europa. No primeiro instante, observa-se esses conectores sendo mais aplicados em lajes com fôrmas incorporadas, podendo ser, no entanto, utilizados em lajes moldadas “in loco”, pré-moldadas e mistas. Nesse contexto, o objetivo dessa dissertação é fazer uma análise experimental de conectores de cisalhamento do tipo Hilti X-HVB em lajes maciças. Nos experimentos foram ensaiados 03 (três) corpos de prova tipo Push out, conforme a especificação do Eurocode 4. A partir dos quais foram avaliados o comportamento e uma determinada resistência ao cisalhamento ao carregamento estático. Os resultados obtidos atenderam os especificados no catálogo do fabricante, exceto o corpo de prova 01 que ficou abaixo do especificado.
Análise experimental da utilização de concreto ensacado como reforço em perfis tubulares de aço.
(2019) Silva, Matheus de Souza e; Souza, Flávio Teixeira de; Sarmanho, Arlene Maria Cunha; Souza, Flávio Teixeira de; Sarmanho, Arlene Maria Cunha; Alves, Vinicius Nicchio; Nunes, Gabriel Vieira; Russo, Mário Luís Cabello
Com o crescimento da construção civil, faz-se necessária a elaboração de materiais industrializados, a fim de minimizar os custos e reduzir os desperdícios, aumentando a produtividade e a confiabilidade do produto. O concreto ensacado é uma mistura feita em laboratório, seguindo ensaios rigorosos parametrizados pelas normas da ABNT, gerando um produto de maior confiabilidade. Vem como alternativa para canteiro de obras mais limpo, evitando assim perdas de material, erros no traço, baixa resistência à compressão e os demais problemas enfrentados no concreto moldado “in loco”. O aço vem ganhando espaço no mercado brasileiro devido às inúmeras vantagens apresentadas, tais como a execução rápida, leveza do material e redução de desperdícios. Este trabalho busca associar o concreto ensacado ao aço, tendo o foco em perfil tubular, de modo a verificar o aumento na resistência de um protótipo misto aço/concreto. Para isso foram ensaiados 12 corpos de provas, sendo feita a associação de 9 protótipos constituídos pelo tubo SAE 1020 com 300 mm de comprimento, sendo pilar curto para eliminar a flambagem global, 100 mm de diâmetro e espessura 2 mm associado ao concreto ensacado com resistência mínima de 20 MPa, e 3 protótipos não preenchidos de concreto. Os perfis mistos passaram por ensaio de compressão para avaliar a respectiva resistência, sendo a carga aplicada apenas no aço para todos os corpos de prova. Foram elaborados corpos de prova simples e corpos de prova com parafusos que funcionam como conectores de reforço, para avaliar a influência destes, no comportamento e resistência dos protótipos. Foi observado que os conectores aumentaram a resistência dos protótipos. A comparação entre resultados experimentais e prescrições normativas indicaram que a inclusão dos conectores melhorou a aderência, o que justifica o ganho de resistência do protótipo.
Análise numérica da influência das dimensões de perfurações em perfis formados a frio do tipo rack submetidos à compressão centrada sujeitos à flambagem distorcional.
(2021) Pinto, Ramon Albis Rodrigues; Souza, Flávio Teixeira de; Sarmanho, Arlene Maria Cunha; Souza, Flávio Teixeira de; Sarmanho, Arlene Maria Cunha; Alves, Vinicius Nicchio; Russo, Mário Luís Cabello
Constantemente torna-se necessária a realização de perfurações em perfis de aço formados a frio. Este trabalho teve o objetivo de avaliar como o comportamento estrutural desses perfis é influenciado pelas dimensões e posição das perfurações, bem como obter valores de forças axiais resistentes de compressão associada ao modo distorcional, via Método dos Elementos Finitos e compará-las a valores obtidos por uma extensão ao Método da Resistência Direta, presente em normas brasileiras. Dessa forma, foram trabalhadas análises numéricas pela Teoria Generalizada de Vigas, via software GBTul e pelo Método dos Elementos Finitos, via ANSYS, para obtenção da força resistente em função dos modos de instabilidade possíveis. Devido às características da seção transversal estudada, rack, e das condições de contorno definidas, buscaram-se formas para que o modo distorcional fosse o governante. Sabendo, por meio de pesquisas anteriores que perfurações influenciam no comportamento de placas, foram realizadas variações nas larguras e comprimentos de furos retangulares nas almas dos perfis, além de diversificações das linhas de furos. Estudou-se dois métodos e um apresentou boas correlações quando comparado a resultados obtidos pelo Método Dos Elementos Finitos, apresentando uma divergência média de 6,1%. Verificou-se que as dimensões das larguras dos furos reduzem a resistência em uma proporção maior que o comprimento deles. Além disso, perfis com uma linha de furo apresentaram maiores resistências do que aqueles com duas linhas e, para essa última configuração, linhas de furos mais distantes das bordas também apresentaram maiores valores de resistência.