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 Análise numérica de ligação em luva parafusada para perfis tubulares circulares.(2016) Vieira, Rodrigo Cuberos; Requena, João Alberto Venegas; Sarmanho, Arlene Maria Cunha; Araújo, Afonso Henrique Mascarenhas deEste trabalho apresenta um estudo sobre um modelo inovador de ligação do tipo luva parafusada para emendas de perfis tubulares circulares. A ligação consiste em dois tubos externos submetidos à tração, conectados por um tubo interno, de diâmetro inferior aos tubos externos, e parafusos que atravessam ambos os tubos. Para analisar o comportamento desta ligação e seus possíveis modos de falha, foi desenvolvido um modelo numérico via método dos elementos finitos. A validação do modelo numérico utilizou resultados de análises experimentais realizadas na Universidade Federal de Ouro Preto. Este estudo permitiu obter um modelo numérico calibrado para a ligação, capaz de prever os modos de falha e suas respectivas cargas de ruptura, além de demonstrar o bom comportamento e a viabilidade da utilização deste modelo inovador de ligação.Item Placa de base para colunas metálicas tubulares : abordagem teórica.(2002) Sarmanho, Arlene Maria Cunha; Requena, João Alberto Venegas; Fonseca, William Dener Assis; Minchillo, Daniela Grintaci VasconcellosO uso de perfis de seções tubulares na construção de estruturas metálicas possui muitas vantagens sendo utilizado no Brasil na execução de diversas estruturas. Neste presente trabalho apresenta-se um estudo experimental para analisar a resistência de placas de base de colunas formadas por barras metálicas tubulares. O programa experimental envolve ensaios em colunas curtas com placas de base conectadas através de chumbadores a uma base de concreto com resistência controlada. A excentricidade de carregamento é um parâmetro crítico para a análise sendo observado nos ensaios os modos de colapso obtidos e as conformidades destes com as avaliações teóricas realizadas em outra pesquisa.Item Uma investigação experimental de ligações soldadas de barras tubulares de aço, do tipo K, utilizadas em treliças planas.(2006) Vieira, Rosilene de Fátima; Requena, João Alberto Venegas; Sarmanho, Arlene Maria Cunha; Minchillo, Daniela Grintaci VasconcellosEste paper apresenta os resultados de uma análise experimental, de uma ligação afastada ensaiada com carga axial de compressão no montante, utilizada em estruturas metálicas planas, tendo como ponto de partida a verificação do comportamento global da ligação. Será avaliada uma ligação de treliça do tipo K com barras afastadas. As barras que compõem a ligação, aqui apresentada, possuem seções transversais tubulares circulares soldadas entre si. O modo de colapso da ligação foi devido a plastificação da parede do banzo (uma diagonal tracionando a parede do banzo e o montante comprimindo). Um efeito de ovalisação da seção transversal do banzo na região do afastamento foi observada. O dimensionamento da ligação segue o Método dos Estados Limites, no qual as resistências de cálculo são verificadas. As barras envolvidas nesta ligação também sofrem a influência de momentos adicionais provocados por excentricidades. O estudo será feito através de uma análise comparativa entre uma solução analítica fornecida por normas técnicas internacionais, uma análise experimental e uma modelagem numérica via Ansys. Na modelagem numérica foi utilizado o elemento shell 181, com 4 nós por elemento. A finalidade deste estudo é o entendimento do comportamento desta ligação, possibilitando assim, a disseminação desta concepção estrutural ainda pouco explorada no Brasil para viabilizar a execução de projetos otimizados.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 Numerical and experimental analysis of yield loads in welded gap hollow YT-joint.(2009) Vieira, Rosilene de Fátima; Requena, João Alberto Venegas; Sarmanho, Arlene Maria Cunha; Arcaro, Vinicius FernandoThis paper presents an analytical, experimental, and numerical analysis of plain steel, circular hollow sections welded into a YT joint. The overall behavior and failure of the joint are characterized under axial compression of the lap brace. There are two joint failure modes: plastic failure of the chord face and local buckling of the chord walls. Numerical finite element models agree with the experimental data, in terms of principal stress near the joint intersection, with an accuracy of around 10%. The finite element model thus proves to be reliable and accurate, and will be used in future parametric studies.Item Behavior analysis of bar gaps in welded YT-joints for rolled-steel circular hollow sections.(2010) Vieira, Rosilene de Fátima; Requena, João Alberto Venegas; Sarmanho, Arlene Maria Cunha; Arcaro, Vinicius FernandoWe present a parametric analysis of gap variation between the lap brace and through brace of YT welded joints for rolled-steel circular hollow sections on plane steel structures. Our aim is to investigate the collapse behavior of YT-joints under lap brace axial compression. In particular, we focus on e/d0 ratios above 0.25 so bending moments can be taken into account during the design. We find that joint failure is primarily due to chord wall plastification (Mode A) and cross-sectional chord buckling (Mode F) in the region underneath the lap brace. Our joint design followed the Limit States Method, and our results were based on a comparative analysis of three different methods: an analytical solution derived from a set of international technical norms, an experimental analysis, and numerical modeling using Ansys as calibrated by our experimental results.