EM - Escola de Minas
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A Escola de Minas de Ouro Preto foi fundada pelo cientista Claude Henri Gorceix e inaugurada em 12 de outubro de 1876.
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Item Substituição parcial do cimento Portland pela cinza de bagaço de cana-de-açúcar em habitações de interesse social.(2017) Rezende, Mariana Felicetti; Machado, Fernando Carlos Scheffer; Gouveia, Antônio Maria Claret de; Bezerra, Augusto Cesar da Silva; Grillo, Rodolfo Henrique Freitas; Ortigara, Yuri Vilas BoasEste trabalho apresenta uma simulação das possíveis reduções de emissões de gases de efeito estufa geradas pela substituição parcial de cimento Portland por cinza de bagaço de cana-de-açúcar (CBCA) em habitações de interesse social. Para isso, foi analisado o uso da CBCA nas construções do Programa “Minha Casa Minha Vida” em Minas Gerais e foram mensuradas as reduções pelo Método QE-CO2. As emissões de CO2 de dois cenários hipotéticos foram avaliadas com base na metodologia QE-CO2, nível básico. Os resultados demonstram que a substituição do cimento Portland pela CBCA pode gerar reduções de custos e, sobretudo, dos patamares de emissões de CO2, em ambos os cenários, evidenciando, dessa forma, a possibilidade de utilização da cinza de bagaço da cana-de-açúcar em habitações de interesse social.Item Nonlinear equilibrium and stability analysis of axially loaded piles under bilateral contact constraints.(2015) Silveira, Ricardo Azoubel da Mota; Maciel, Felipe Vieira; Silva, Andréa Regina Dias da; Machado, Fernando Carlos Scheffer; Nogueira, Christianne de LyraThis paper presents a nonlinear stability analysis of piles under bilateral contact constraints imposed by a geological medium (soil or rock). To solve this contact problem, the paper proposes a general numerical methodology, based on the finite element meth-od (FEM). In this context, a geometrically nonlinear beam-column element is used to model the pile while the geological medium can be idealized as discrete (spring) or continuum (Winkler and Pas-ternak) foundation elements. Foundation elements are supposed to react under tension and compression, so during the deformation process the structural elements are subjected to bilateral contact constraints. The errors along the equilibrium paths are minimized and the convoluted nonlinear equilibrium paths are made tracea-ble through the use of an updated Lagrangian formulation and a Newton-Raphson scheme working with the generalized displace-ment technique. The study offers stability analyses of three prob-lems involving piles under bilateral contact constraints. The anal-yses show that in the evaluation of critical loads a great influence is wielded by the instability modes. Also, the structural system stiffness can be highly influenced by the representative model of the soil.Item Análise inelástica de segunda ordem de sistemas estruturais metálicos.(2006) Machado, Fernando Carlos Scheffer; Silveira, Ricardo Azoubel da MotaEste trabalho traz os fundamentos para uma análise inelástica de segunda ordem em sistemas estruturais metálicos bidimensionais. As metodologias e formulações estudadas têm o objetivo de simular os efeitos da plastificação do aço de uma forma simples e eficiente. O sistema computacional oriundo deste trabalho pode ser considerado a primeira tentativa de desenvolver um programa de análise avançada de estruturas metálicas. A primeira abordagem inelástica estudada é dividida em duas formulações baseadas no método da rótula plástica: a elasto-plástica e a plástica-refinada. A primeira utiliza as prescrições da AIC-LRFD para definir uma superfície de interação M-P, que é responsável pela capacidade resistente limite da seção transversal metálica. A segunda é considerada um refinamento da primeira, onde são utilizadas formulações específicas para simular a degradação da rigidez da seção e do módulo de elasticidade. Em ambas formulações são utilizadas as funções de estabilidade para simular o efeito da nãolinearidade geométrica. A outra abordagem inelástica implementada baseia-se no conceito da “seção montada”. Ela foi desenvolvida diretamente para a formulação plástica-refinada e utiliza uma curva de interação M-P que varia de acordo com as dimensões de cada perfil. Essa abordagem utiliza equações desacopladas de rigidez para simular os efeitos de segunda ordem. A formulação elasto-plástica é então obtida através da simplificação da plásticarefinada. A avaliação da eficiência das formulações estudadas e implementadas é feita através da análise de vários problemas estruturais metálicos encontrados na literatura, cujos resultados são usados especificamente para validação de formulações inelásticas. Muitos desses resultados foram obtidos por métodos de comprovada precisão, como por exemplo, o método da zona plástica. No final deste trabalho são apresentadas algumas considerações adicionais envolvendo as formulações inelásticas estudadas.Item Análise computacional via MDF de cascas cilíndricas com restrições bilaterais e unilaterais de contato.(2013) Machado, Fernando Carlos Scheffer; Silveira, Ricardo Azoubel da MotaAs cascas cilíndricas são elementos estruturais bastante utilizados como tubulações enterradas, estruturas de contenção de túneis e poços, e depósitos de diversos materiais, na forma de silos ou tanques. Nessas aplicações as cascas cilíndricas interagem com o meio elástico, no caso solo ou rocha. Essa interação pode ser considerada de duas forma diferentes: com um problema de contato bilateral (PCB), quando a estrutura e o meio não perdem contato durante o processo de deformação; e como um problema de contato unilateral (PCU), quando a casca não está completamente fixa e pode perder contato com o meio para determinadas condições de carregamento. Portanto, esta tese tem como principal objetivo o desenvolvimento de uma ferramenta, ou programa computacional, para o estudo e análise de problemas envolvendo cascas cilíndricas com restrições bilaterais e unilaterais de contato impostas por bases elásticas. Essa ferramenta computacional apresenta como principais características: i. o emprego do Método das Diferenças Finitas (MDF) para aproximar as derivadas das equações diferenciais de equilíbrio do sistema casca-base elástica. Adota-se neste trabalho a Teoria de Casca de Sanders, que pode ser aplicada para cascas ou painéis cilíndricos pouco ou muito abatidos; e as bases elásticas são aproximadas pelos modelos de Winkler e Pasternak; ii. o emprego de metodologias de solução desses PCB e PCU. No caso do PCB, a região de contato Sc entre os corpos (casca-base) é conhecida a priori, e sua solução pode ser obtida de forma direta, se as hipóteses de pequenos deslocamentos e material elástico forem consideradas. No caso do PCU, tem-se como principal desafio a definição da região de contato entre os corpos, Sc, que não é conhecida a priori, e adotam-se aqui duas estratégias de solução desse problema (ES1 e ES2, respectivamente). Na primeira, a interação casca-base é avaliada considerando diretamente as restrições de contato unilateral e resolvendo-se um Problema de Complementaridade Linear (PCL). Na segunda, a região de contato Sc é inicialmente aproximada e na sequência utiliza-se o método de Newton-Raphson para corrigi-la e avaliar a participação da base elástica na obtenção de outras incógnitas do problema. Essa ferramenta computacional foi desenvolvida usando a linguagem de programação Fortran®. Diversos exemplos numéricos são apresentados e analisados com o intuito de averiguar a eficiência das metodologias implementadas para soluções dos problemas de contato. No final da tese, algumas conclusões e observações referentes ao sistema computacional desenvolvido e às metodologias numéricas propostas são estabelecidas. Além de o MDF ter se apresentado como um método de fácil implementação e utilização, as estratégias de solução não linear adotadas se mostraram semelhantes, em termos de resultados obtidos, mas com ligeiro ganho de eficiência computacional por parte da ES1. Por fim, sugestões para novas pesquisas são apresentadas.Item Formulação inelástica de segunda ordem para sistemas estruturados em aço.(2005) Machado, Fernando Carlos Scheffer; Silveira, Ricardo Azoubel da MotaEsse trabalho fornece um estudo sobre o comportamento inelástico de segunda ordem de estruturas metálicas, tendo como base o emprego do método dos elementos finitos e do método da rótula plástica. Atenção especial é dada à formulação de um elemento finito híbrido, em especial da sua matriz de rigidez, que é modificada durante o processo de carregamento da estrutura, para incorporar os efeitos inelásticos da estrutura. O conceito da seção montada é introduzido juntamente com os fundamentos da abordagem plástica-refinada empregada. Ao final desse artigo, através da análise de vários problemas encontrados na literatura, verifica-se a eficácia, tanto da formulação inelástica desenvolvida, quanto das implementações computacionais realizadas.