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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Resultados da Pesquisa
Item Otimização do projeto de vigas de concreto protendido usando algoritmo genético.(2023) Carvalho, Tawany Aparecida de; Silva, Amilton Rodrigues da; Silva, Amilton Rodrigues da; Inoue, Hisashi; Fernandes, Walliston dos SantosA utilização de concreto protendido apresenta diversas vantagens para a construção civil, dentre elas: a possibilidade de seções mais esbeltas e redução do peso próprio; melhor comportamento em relação aos estados limites de serviço de deformação excessiva e de abertura de fissuras; e a redução ou até eliminação das fissuras gerando uma consequente maior durabilidade do elemento estrutural. No entanto, o projeto dessas estruturas ainda possui algumas dificuldades devido ao número de variáveis envolvidas no processo. Visto isso, o objetivo do presente trabalho é implementar e validar um algoritmo evolucionário de otimização estrutural, que buscará minimizar as dimensões da seção transversal de vigas retangulares de concreto protendido para diferentes tipos de carregamentos, vãos, condições de apoios, entre outros, considerando dois métodos de otimização. No processo, são usados elementos finitos de barra para modelar as vigas e elementos finitos de interface para posicionar o cabo de protensão em relação ao eixo da barra, que também representam a interface cordoalha-concreto, simulando o deslizamento entre o concreto e a armadura ativa. Para a busca da solução ótima, é utilizado o algoritmo genético onde o valor de aptidão do indivíduo consiste em definir a menor seção transversal para a viga retangular de concreto protendido, variando o traçado do cabo de protensão e considerando os estados limites de serviço e último. Tal condição é definida através de uma análise não linear da estrutura usando a plataforma de análise de elementos finitos FEMOOP. Após a implementação da formulação apresentada, percebeu-se pelos exemplos e resultados que os métodos implementados neste trabalho se mostraram eficientes para o dimensionamento otimizado de vigas protendidas. A formulação apresentada permite o dimensionamento de vigas com análise estrutural complexa apresentando no final a altura da seção retangular, bem como o traçado do cabo de protensão. Verificou-se que o traçado do cabo de protensão não altera significativamente a capacidade de carga da viga protendida, desde que os diferentes traçados produzam curvaturas inversas ao do carregamento aplicado à viga nos pontos de momentos críticos.Item Avaliação numérica do comportamento não linear e resistência de estruturas mistas de aço e concreto em situação de incêndio.(2021) Barros, Rafael Cesário; Silveira, Ricardo Azoubel da Mota; Silveira, Ricardo Azoubel da Mota; Chiorean, Cosmin-Gruia; Landesmann, Alexandre; Carvalho, Hermes; Maximiano, Dalilah PiresA presente pesquisa tem como objetivo principal a avaliação numérica do desempenho de estruturas mistas de aço-concreto em situação de incêndio. A capacidade resistente dos materiais que compõem as vigas, colunas e pórticos mistos, no caso o aço e o concreto, fica comprometida quando expostos a condição de elevadas temperaturas, uma vez que suas características físicas e de resistência se deterioram em função da elevação da temperatura. Desse modo, os dois módulos computacionais, CS-ASA/FA (Computational System for Advanced Structural Analysis/Fire Analysis) e CS-ASA/FSA (Computational System for Advanced Structural Analysis/Fire Structural Analysis) são desenvolvidos e adaptados para a análise não linear de estruturas mistas sob temperaturas elevadas. O primeiro módulo calcula o campo de temperatura em seções transversais quaisquer de aço, concreto armado e mistas, de onde se pode obter também a degradação das propriedades desses materiais expostos ao fogo. O segundo é desenvolvido para realizar análises inelástica de segunda ordem (AISO) de estruturas em situação de incêndio. No contexto da AISO via método dos elementos finitos (MEF), é empregado uma formulação corrotacional para acompanhar os grandes deslocamentos e rotações do sistema estrutural. Já o comportamento elasto-plástico do material é simulado através do acoplamento do Método da Rótula Plástica Refinado (MRPR) com o Método da Compatibilidade de Deformações (MCD). A metodologia numérica proposta é avaliada e testada com sucesso na análise de vigas, pilares e pórticos planos de aço-concreto em situação de incêndio utilizando os resultados experimentais e numéricos disponíveis na literatura. Finalmente, o estudo numérico é complementado com a AISO de arcos de aço e estruturas de concreto armado em situação de incêndio.Item Análise dinâmica de sistemas estruturais reticulados com restrições de contato.(2016) Rosas, Letícia Reis Batista; Silva, Andréa Regina Dias da; Silveira, Ricardo Azoubel da Mota; Galvão, Alexandre da Silva; Silva, Kátia Inácio daCom o avanço da construção civil, tem-se projetado elementos estruturais cada vez mais esbeltos, o que os torna mais susceptíveis a problemas excessivos de vibrações. Em muitas situações, esses elementos estão apoiados em outros corpos, tais como o solo, que podem oferecer restrições de movimentos em algumas direções. Nesse contexto, a análise estática e dinâmica desses elementos considerando a interação com esse outro meio torna-se importante na concepção de um projeto estrutural. Este trabalho tem como objetivo realizar análise dinâmica de sistemas estruturais considerando sua interação com o solo. As análises são realizadas utilizando o sistema computacional CS-ASA (Computational System for Advanced Structural Analysis), desenvolvido por Silva (2009). O solo é representado através do modelo de molas discretas e dos modelos contínuos de Winkler e Pasternak. São considerados os efeitos oriundos da não linearidade geométrica da estrutura e, em algumas análises, considera-se também o comportamento não linear do solo. A estratégia de modelagem utilizada baseia-se na aplicação do Método dos Elementos Finitos, e o problema de autovalor para determinação das frequências naturais é resolvido pelo método de Jacobi. O problema transiente não linear é resolvido através do método de integração de Newmark, em combinação com a estratégia incremental e iterativa de Newton-Raphson. Situações práticas envolvendo a interação entre o solo e a estrutura são avaliadas no decorrer do estudo, procurando evidenciar a influência do contato na trajetória de equilíbrio, na distribuição dos esforços, nas frequências naturais de vibração e na resposta transiente dessas estruturas.Item Uma técnica eficiente para estabilizar a estratégia do resíduo ortogonal na análise não linear de estruturas.(Programa de Pós Graduação em Engenharia Civil. Departamento de Engenharia Civil, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto., 2012) Maximiano, Dalilah Pires; Silveira, Ricardo Azoubel da MotaO desenvolvimento e a aplicação de procedimentos numéricos para a solução do sistema de equações representativo do problema estrutural estático não linear têm merecido atenção nos últimos anos. Uma metodologia eficiente de solução deve ser capaz de traçar toda a trajetória de equilíbrio do sistema estrutural em análise, identificando e passando pelos pontos singulares ou críticos que possam existir. Grande parte dos procedimentos baseia-se no esquema iterativo de Newton-Raphson ao qual são acoplados métodos de continuação. A ideia desses métodos é tratar o parâmetro de carga como uma variável, e adicionar uma condição de restrição ao sistema de equações que descreve o equilíbrio estrutural para que tal parâmetro possa ser determinado. Neste trabalho, o método de Newton-Raphson e a estratégia do resíduo ortogonal proposta pelo pesquisador Krenk (1995) são usados. Na estratégia do resíduo ortogonal, o parâmetro de carga é ajustado de forma que as forças desequilibradas sejam ortogonais aos deslocamentos incrementais correntes. Entretanto, dependendo do sistema estrutural a ser analisado, essa estratégia apresenta inconsistências nas proximidades de pontos limites de carga ou deslocamento. O objetivo deste trabalho é, então, apresentar uma alternativa eficiente para estabilizar a estratégia do resíduo ortogonal. Propõe-se, que uma condição de perpendicularidade, referida como técnica do fluxo normal, seja satisfeita ao longo do processo iterativo de solução, para que a dificuldade em ultrapassar todos os pontos limites que surgem ao longo da trajetória de equilíbrio seja superada. A metodologia numérica adotada é descrita e, para comprovar a sua eficiência, arcos com comportamento geometricamente não linear são analisados. Ao final da dissertação, algumas conclusões e observações serão estabelecidas.