MECOM - Mestrado Profissional em Construção Metálica
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Resultados da Pesquisa
Item Análise numérica da influência de furos com borda enrijecida na flambagem da alma em perfis formados a frio do tipo rack.(2023) Ferreira, Guilherme Henrique; Souza, Flávio Teixeira de; Sarmanho, Arlene Maria Cunha; Souza, Flávio Teixeira de; Sarmanho, Arlene Maria Cunha; Alves, Vinicius Nicchio; Russo, Mário Luís CabelloA utilização de perfis formados a frio pela construção civil e pela indústria tem crescido devido ao seu processo de fabricação produzir peças leves, econômicas e versáteis. O seu uso geralmente requer perfurações nos elementos para viabilizar o encaixe entre peças estruturais e a passagem de sistemas complementares como elétrico, hidráulico e incêndio. Entretanto, estudos apontam que essas aberturas reduzem a capacidade resistente dos perfis. Com o intuito de combater a perda de resistência provocada pelas perfurações tem-se desenvolvido trabalhos que consideram enrijecedores de borda nos furos. Porém, o seu impacto na resistência dos perfis ainda é pouco compreendido, o que pode limitar o seu uso devido à ausência de confiabilidade e replicabilidade dos cálculos. Além disso, as normas vigentes não consideram de maneira concisa a influência dos furos e dos enrijecedores em perfis formados a frio. Por ser uma configuração nova que pode interferir no dimensionamento e no emprego de perfis formados a frio, esta temática demanda novas pesquisas. Assim, o objetivo deste trabalho é avaliar, via método dos elementos finitos, a influência dos enrijecedores de borda simples e duplo na flambagem entre furos em perfis formados a frio do tipo rack com perfurações submetidos à compressão centrada. Utiliza-se um modelo numérico analisado através da Teoria Generalizada de Vigas via GBTul e da análise não linear com base no Método dos Elementos Finitos via ANSYS. A análise consiste em comparar os resultados obtidos por perfis sem perfuração aos alcançados por perfis perfurados: sem enrijecedor, com enrijecedor simples e duplo. Os resultados indicaram que as Cargas Crítica e Última são reduzidas com as perfurações. Os perfis com enrijecedor (simples e duplo) tiveram comportamento similar e em determinado intervalo, obtiveram Carga Crítica superior ao modelo sem furos. Ambos apresentaram Cargas Crítica e Última superiores ao modelo com furo não enrijecido. Ao aumentar a altura das aberturas ocorreu a transição da flambagem local para flambagem entre furos. Os enrijecedores de borda retardaram essa transição, sendo o duplo mais efetivo.Item Estudo da viabilidade de utilização de contêineres em unidades de saúde.(2021) Oliveira, Thomás Miranda Guzella; Ribas, Rovadávia Aline de Jesus; Vale, Clécio Magalhães do; Ribas, Rovadávia Aline de Jesus; Vale, Clécio Magalhães do; Gomes, Adriano Pinto; Oliveira, Cláudio Ernani MartinsDiante do atual cenário de necessidade de industrialização mais efetiva nos vários setores da economia brasileira, principalmente na indústria da construção civil, e, observando a necessidade de sustentabilidade, o objetivo deste trabalho é avaliar a viabilidade da utilização de contêineres em unidades de saúde. Para tanto, foram coletados dados sobre a quantidade de unidades de saúde existentes dentro dos limites dos municípios de Ouro Preto, Mariana e Itabirito localizados na Mesorregião Metropolitana de Belo Horizonte em Minas Gerais, tipificação e localização dessas unidades. Além disso, foram coletados dados sobre a situação socioeconômica básica dos municípios, como número de habitantes, Produto Interno Bruto (PIB) e receita anual. Posteriormente, foi feito um levantamento a respeito do contêiner e suas características. Os resultados obtidos apontam uma possível viabilidade do uso de contêineres como unidades de saúde, do ponto de vista econômico, podendo levar serviços básicos de saúde para locais menos habitados e mais isolados com menor custo, de forma ágil e sustentável.Item 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 OliveiraOs 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.Item Cobertura verde como alternativa sustentável para geração de renda em habitações de interesse social.(2020) Pereira, Rondinelly Geraldo; Araújo, Ernani Carlos de; Ribas, Rovadávia Aline de Jesus; Araújo, Ernani Carlos de; Ribas, Rovadávia Aline de Jesus; Paula, Geraldo Donizetti de; Russo, Mário Luís CabelloFrente ao déficit habitacional nacional, fazem-se necessárias propostas de Habitações de Interesses Social (HIS) que possam atenuar esse problema, atendendo às necessidades dos usuários quanto a critérios de segurança e habitabilidade e, também, aos aspectos sociais e econômicos. Sistemas construtivos industrializados, como as construções metálicas, por suas características inerentes podem contribuir consideravelmente com esses fatores. Diante do exposto, este trabalho tem por objetivo investigar se a implantação de cobertura verde em condomínio de HIS na cidade de Ouro Preto, MG, configura uma alternativa sustentável, capaz de gerar renda para auxiliar no custeamento de financiamento da edificação. A metodologia é pautada em um estudo de caso de caráter dedutivo tendo sido realizados trabalho de campo em parceria com universidades brasileiras e norte-americanas. Os resultados mostraram que além dos diversos benefícios ambientais das coberturas verdes em maior ou menor escala, o cultivo de horta em HIS pode contribuir significativamente com a complementação da renda familiar para pagamento das parcelas de financiamento. Foram avaliados dois cenários: o primeiro com o cultivo de três espécies distintas em mesma proporção de área e o segundo com maior disposição de área para a espécie mais rentável. O segundo cenário se mostrou mais lucrativo e a renda mensal gerada corresponde a 65% e 99% do valor da 1ª e 234ª parcelas, respectivamente e, a partir desta parcela, a renda simulada cobriria o valor das parcelas gerando lucro, podendo alcançar até 130% na 420ª parcela, a última do financiamento. Com a adoção de métodos como o cultivo por células, rotação de culturas, uso de compostagem e combate natural às pragas é possível aprimorar o resultado no cultivo das hortas. Visando ainda a eficiência do sistema e da edificação para complementação de renda foi possível inferir que o uso de aquecedores solares, energia fotovoltaica, águas de aquíferos locais e reuso de águas cinzas e pluviais podem contribuir significativamente para economia familiar, além se serem estratégias que minimizam impactos ambientais.Item Construção metálica e promoção da acessibilidade aos bens do patrimônio cultural edificado : o caso da Escola de Minas de Ouro Preto.(2021) Nascimento, Júlio César de Barros; Aguiar, Tito Flávio Rodrigues de; Arcipreste, Cláudia Maria; Aguiar, Tito Flávio Rodrigues de; Arcipreste, Cláudia Maria; Villela, Clarisse Martins; Russo, Mário Luís CabelloEste estudo investigou, analisou e propôs o uso da construção metálica como elemento de intervenção em bens do patrimônio cultural edificado para a promoção da acessibilidade para pessoas com deficiências motoras e com mobilidade reduzida. Parte-se do princípio de que há necessidade urgente da promoção da acessibilidade para a garantia da significância cultural desses bens, já que, apesar das exigências das normas e legislações vigentes, muitas pessoas sofrem com as limitações para circularem com autonomia, segurança e igualdade nos bens do Patrimônio Cultural edificado. Também considera compatibilizar a promoção da acessibilidade com a preservação do Patrimônio Cultural edificado em intervenções que respeitem o edifício existente e garantam a preservação de sua autenticidade para a transmissão de seus valores às gerações futuras. Os métodos e processos de pesquisa apoiaram-se no estudo de caso, tomando como objeto a antiga Escola de Minas, anteriormente, Palácio dos Governadores, na Praça Tiradentes, no centro histórico de Ouro Preto, Minas Gerais. A avaliação da autenticidade e da acessibilidade da edificação foi a base para uma proposta de intervenção com uso da construção metálica. Verificou-se que a edificação combina traços originais com significativas marcas da passagem do tempo, em um conjunto de valor simbólico, histórico e artístico. Constatou-se a existência de diversas barreiras arquitetônicas, que dificultam ou impedem a acessibilidade para pessoas com deficiência motora e mobilidade reduzida ao edifício. O estudo arquitetônico elaborado indica que a construção metálica pode ser eficiente meio para promover o acesso de pessoas com deficiência motora e mobilidade reduzida ao bem cultural e garantir a preservação de sua autenticidade e de sua significância cultural, ao atender a princípios como distinguibilidade, reversibilidade e mínima intervenção.Item 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 CabelloOs 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.Item Processos de gestão de lições aprendidas para aplicação do lean construction em construções metálicas.(2019) Oliveira, Cleide Aparecida Gonçalves de; Arcipreste, Cláudia Maria; Guimarães, Irce Fernandes Gomes; Arcipreste, Cláudia Maria; Guimarães, Irce Fernandes Gomes; Souza, Clarisse da Silva Vieira Camelo de; Mazon, Ana Amélia OliveiraO investimento em filosofias gerenciais, tais como o lean construction e a gestão de projetos vêm se intensificando nas organizações, devido à necessidade de aumento de produtividade, redução de desperdícios e otimização dos processos para agregar valor ao produto. Apesar de reconhecerem a importância dos resultados obtidos com aplicação dessas filosofias, muitas empresas não tem o registro das lições aprendidas ao longo do processo e não realizam a gestão do conhecimento. Nesse sentido, esta pesquisa tem como objetivo investigar como a gestão de lições aprendidas pode contribuir para a utilização dos princípios do lean construction em empresas do segmento da construção metálica. Busca-se assim, discutir como a eficiência na implementação do lean está associada à socialização do conhecimento, envolvimento e comprometimento da equipe de trabalho. Para tanto, o método científico adotado nesta pesquisa consistiu na aplicação de questionários e entrevistas para coleta de dados com autônomos e profissionais de empresas do segmento da construção metálica, quando foi possível verificar as percepções dos profissionais sobre processos de gestão de lições aprendidas nessas empresas e atividades autônomas da área de construções metálicas. Dentre os resultados obtidos da revisão bibliográfica, destaca-se a elaboração de uma estrutura conceitual que propõe passos e variáveis para aplicação da gestão do conhecimento na adoção da filosofia lean construction. Como resultados obtidos na pesquisa de campo, é possível destacar que os profissionais consultados conhecem o lean e reconhecem que a aplicação de seus princípios, somada à gestão do conhecimento e de lições aprendidas podem oferecer maior eficiência em todas atividades desse setor da construção civil. Contudo, a maioria não utiliza a gestão do conhecimento por meio do registro de processos de lições aprendidas, alegando falta de tempo, irrelevância e sigilo dos projetos, indicando que o desperdício intelectual, os retrabalhos e as ações desnecessárias são recorrentes na área. Por meio dos resultados obtidos, algumas diretrizes são propostas, tais como: o registro diário de lições aprendidas, a recuperação sistematizada do conhecimento da empresa; o desenvolvimento de políticas internas para incentivo e a divulgação das informações acumuladas.Item Método heurístico para o dimensionamento de pilares planos treliçados constituídos por perfis metálicos tubulares circulares.(2020) Rezende, Aristóteles Rafael Braga da Silva; Gomes, Helton Cristiano; Gomes Júnior, Aloísio de Castro; Gomes, Helton Cristiano; Gomes Júnior, Aloísio de Castro; Souza, Flávio Teixeira de; Rodrigues, Lásara FabríciaTratando-se de estruturas metálicas, a utilização de elementos treliçados em substituição a perfis de alma contínua representa, essencialmente, a busca por uma solução estrutural mais eficiente, mais leve e mais econômica, sobretudo no que tange ao consumo de materiais. As treliças são elementos estruturais compostos por barras conectadas em suas extremidades por articulações, supostamente sem atrito. Em geral, são formadas por associações de triângulos contíguos, tomando partido da geometria destes, invariavelmente estável e rígida, visto que é a única forma poliédrica que não pode alterar sua forma sem igualmente alterar o comprimento de seus lados. Tem-se ainda que, se treliças idealmente articuladas forem carregadas apenas em seus nós, não há transmissão de momentos, sendo transmitidos apenas esforços axiais de tração e compressão, os dois esforços mais favoráveis à estabilidade estrutural. Esta combinação de fatores permite a formação de estruturas mais esbeltas e estruturalmente eficientes. Sendo as treliças uma combinação de perfis, o uso de perfis metálicos de seção tubular circular como elemento básico representa mais um passo em direção à eficiência estrutural, uma vez que este tipo apresenta maior raio de giração perante a perfis metálicos de seção aberta com mesma área de seção transversal, o que proporciona maior rigidez a torção e maior estabilidade lateral, uma vantagem, sobretudo em situações onde predominam esforços axiais. No que tange a pilares, mais especificamente aqueles submetidos a grandes esforços solicitantes, o uso de treliças metálicas representa uma solução de menor consumo de materiais e proporciona a formação de estruturas mais leves, rígidas e eficientes quando comparada a soluções estruturais que utilizem perfis singulares, elementos únicos de alma cheia, laminados ou soldados. Neste contexto de busca por eficiência estrutural, partindo das diretrizes de carregamento permanente e variável, segundo o que determinam as normas brasileiras ABNT NBR6120:1980 e ABNT NBR6123:1988 e utilizando os conceitos e critérios de dimensionamento definidos pelas normas ABNT NBR 8681:2003 e ABNT NBR8800:2008, foi desenvolvido nesse trabalho um método heurístico para dimensionar pilares metálicos planos treliçados, tendo por objetivo a minimização do consumo de materiais, reduzindo, consequentemente, o peso e o custo dessas estruturas. Para isso foi utilizada uma adaptação do método clássico da descida. Visando testar e validar o método proposto, foram utilizadas, em estudos de casos, 4 (quatro) estruturas encontradas na literatura.Item Diretrizes para utilização de contêineres marítimos em edifícios de andares múltiplos na construção civil.(2019) Venâncio, Clarice; Souza, Flávio Teixeira de; Sarmanho, Arlene Maria Cunha; Souza, Flávio Teixeira de; Sarmanho, Arlene Maria Cunha; Arcipreste, Cláudia MariaA utilização do aço como material estrutural apresenta vantagens sobre o concreto armado em comparação com os demais materiais, tais como velocidade e facilidade de montagem, estruturas e fundações mais leves e baixo custo quando comparada com sua elevada resistência estrutural. Atualmente no mercado da construção civil utilizam-se contêineres marítimos em obras civis como um novo sistema construtivo. O uso de contêineres na construção pode ser justificado pelo fato de ser uma estrutura sustentável, econômica e móvel. Os contêineres são reaproveitados, diante que, anteriormente tinham a função de transportar cargas marítimas e após o fim de sua vida útil são abandonados em portos. Os contêineres também são utilizados em canteiros de obras servindo de escritório ou depósitos, e têm uma grande vantagem por poderem ser transportados para qualquer obra subsequente. O estudo sobre a reutilização de contêineres marítimos no Brasil ainda é pouco difundido. Esse trabalho surgiu da necessidade da análise estrutural da estrutura do contêiner quando há necessidade da realização de modificações para adequação em diversas formas arquitetônicas. Nesse contexto, esse trabalho teve como objetivo a determinação de diretrizes para a adequada aplicabilidade do contêiner marítimo em edificações sem que haja necessidade de reforço estrutural. Para adequada modelação dos contêineres reutilizados na construção civil, foi determinada a quantidade e as dimensões de aberturas em contêineres, que não venham a prejudicar o seu comportamento estrutural. A variação dessas aberturas atende as variações de questões arquitetônicas, possibilitando que cada projeto tenha aberturas de tamanhos diferentes. A análise estrutural utilizou o programa de elementos finitos SAP2000 em qual foram modelados as diversas alterações para o elemento contêiner, possibilitando a verificação do comportamento estrutural, e posteriormente foi realizada a análise dos resultados obtidos na simulação. No estudo de caso realizado nesse trabalho foi modelado um contêiner de 20 pés e as diretrizes de projeto são os parâmetros que definem o empilhamento de contêineres, as variações dos apoios e das aberturas do contêiner. A partir da modelagem e análise dos resultados pode-se determinar parâmetros limites para reutilização dos contêineres, que não afetem a sua eficiência estrutural.Item Estudo de viga metálica de alto desempenho com desvios de tensões (VADT).(2019) Mafra, Bernardo Marteleto; Araújo, Ernani Carlos de; Araújo, Ernani Carlos de; Ribas, Rovadávia Aline de Jesus; Paula, Geraldo Donizetti de; Rodrigues, Francisco CarlosNeste trabalho, propõe-se pesquisar um modelo estrutural inovador para garantir a eficiência estrutural e resistência de uma viga de aço. Essa proposta é uma opção para as vigas de aço de alma cheia que pode absorver as cargas de lajes maciças ou semi-industrializadas mistas como as lajes com formas de aço incorporada, popularmente conhecidas como steel deck. Eventualmente, é uma alternativa para as diversas possibilidades arquitetônicas com o módulo de comprimento igual a 3,0m e seus múltiplos. Partindo de modelos estruturais conhecidos e consagrados como viga-vagão e viga Vierendeel, evoluiu-se como proposta desse trabalho para o desenvolvimento da “viga de aço com desvios de tensões” (VADT). A solução desta nova proposta é inspirada nos princípios de funcionamento dos arcos milenares, usando barras retas de perfis tubulares de aço de seção quadrada que acompanham tangencialmente um arco de geratriz circunferencial. A geometria de uma telha fôrma é a referência utilizada para definir algumas dimensões da viga VADT, como a flecha e a distância entre os banzos horizontais superiores e inferiores. Por exemplo, a flecha e a altura da viga são iguais à distância entre duas ondas consecutivas da chapa. Aplica-se o software SAP 2000 para as modelagens e análises estruturais comparativas. Conclui-se que o modelo criado proporciona alta rigidez às cargas rotineiras e relativamente altas e apresenta outras vantagens para soluções técnicas na Arquitetura e Engenharia. Além disso, mesmo não sendo uma solução treliçada, a viga proposta possibilita uma economia da ordem de 40% em peso e custo quando comparada com vigas de alma cheia. Essa é uma solução que não explora todas as potencialidades de resistências dos aços estruturais, mas explora principalmente da criatividade do modelo estrutural proposto, e assim, chega-se a um novo tipo de viga de aço com alto desempenho. Validações experimentais no futuro são necessárias para confirmações das hipóteses iniciais e comparações com as análises numéricas.
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