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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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Análise probabilística de estabilidade de um talude grampeado sobre emboque de um túnel.
(2023) Silva Júnior, Paulo César da; Ferreira, Lucas Deleon; Ferreira, Lucas Deleon; Porto, Thiago Bomjardim; Pereira, Armando Belato
A caracterização de maciços terrosos e rochosos é uma necessidade para elaboração de projetos geotécnicos, com a ampliação e popularização de ensaios geotécnicos de campo e de laboratório, a obtenção de parâmetros geotécnicos representativos do local de estudo torna-se uma realidade, mas ainda existem incertezas relacionadas com a variabilidade geológica/geotécnica desses maciços. Nesse contexto, a utilização de métodos determinísticos em análises e em projetos tem sido substituída pela aplicação de métodos probabilísticos de análise. Os métodos probabilísticos complementam e permitem quantificar as incertezas inerentes às variabilidades dos parâmetros geotécnicos por meio do Índice de Confiabilidade β. Esse, por sua vez, evidencia o quanto o fator de segurança probabilístico apresenta valores mais confiáveis e de impacto na redução da Probabilidade de Ruptura, embora não expresse todas as fontes de dispersão envolvidas na obtenção dos dados. No presente trabalho é apresentado um estudo de caso relacionado com a análise de estabilidade de duas seções de um talude reforçado com grampos. As simulações foram conduzidas por métodos de equilíbrio limite utilizando-se de análises determinísticas e probabilísticas. Foram avaliadas a influência de parâmetros geométricos (inclinação e altura dos taludes), bem como a configuração dos grampos no Fator de Segurança (FS) da estrutura. Adicionalmente, foi constatado por intermédio de análises de sensibilidade as influências dos parâmetros geotécnicos no FS. Neste estudo foram utilizados dois métodos probabilísticos complementares (FOSM e Monte Carlo) usualmente empregados em análises de estabilidade de taludes. As duas seções do estudo de caso de um talude reforçado com grampos, apresentaram índice β distintos, apesar de possuírem geometrias semelhantes. A estratificação e interpretação das camadas dos solos apresentaram ter grande relevância na probabilidade de ruptura da estrutura.
Resistência e segurança de barras de seções compostas (Built-up) de perfis formados a frio submetidas à força axial de compressão.
(2022) Andrade, Celmar Pereira de; Freitas, Marcílio Sousa da Rocha; Brandão, André Luis Riqueira; Freitas, Marcílio Sousa da Rocha; Brandão, André Luis Riqueira; Souza, Flávio Teixeira de; Vieira, Washington Batista
Barras compostas (built-up) comprimidas, isto é, aquelas constituídas de dois ou mais perfis associados, são amplamente utilizados nas edificações, em locais com maiores carregamentos, como barras de treliça, colunas de galpões e montantes de interseção de paredes de LSF (Light Steel Frame). Em geral, as especificações das normas de projeto trazem apenas orientações quanto ao índice de esbeltez da barra composta, sendo a capacidade resistente da mesma, projetada com base na soma das resistências de cada seção constituinte. Assim, um possível ganho de resistência das barras compostas não é considerado nos projetos. Este trabalho tem como objetivo analisar a resistência e a segurança estrutural de barras compostas de perfis formados a frio submetidas à força axial de compressão, projetadas pelo Método da Resistência Direta (MRD). Na análise da estabilidade elástica utilizou-se o CUFSM, software baseado no método das faixas finitas, que permite modelar os pontos de conexão entre os perfis que constituem uma barra composta. Utilizando métodos de confiabilidade de primeira ordem, procedeu-se a análise da segurança estrutural considerando-se as combinações de ações das normas ABNT NBR 14762 (2010) e AISI S100 (2016). Foram adotados os índices de confiabilidade alvo das filosofias de projeto disponíveis na norma norte-americana AISI S100 (2016). Verificou-se a adequação entre as resistências experimentais e resistências teóricas utilizando amostras com espaçamento entre parafusos limitado a 200 mm. As estatísticas do erro do modelo foram obtidas a partir de 233 resultados experimentais disponíveis na literatura. Os resultados da análise do erro do modelo mostraram que o procedimento de modelar a conexão entre as seções transversais na análise de estabilidade para o dimensionamento de barras compostas via MRD é adequado para ser incorporado às normas. No caso da NBR 14762 (2010), um procedimento de calibração demonstrou que o atual coeficiente de ponderação da resistência ( = 1,2) pode ser mantido para um índice de confiabilidade alvo de 2,5. Constatou-se ainda que o aumento médio da resistência das barras compostas, ao se considerar a cooperação entre os perfis, é de 53%.
Confiabilidade de barras de perfis formados a frio sujeitos à força concentrada em seções sem enrijecedores transversais suscetíveis à falha por esmagamento da alma (web crippling).
(2022) Melo, Nathália Barbosa de; Freitas, Marcílio Sousa da Rocha; Brandão, André Luis Riqueira; Freitas, Marcílio Sousa da Rocha; Brandão, André Luis Riqueira; Malite, Maximiliano; Souza, Flávio Teixeira de
O objetivo deste trabalho é a avaliação da segurança estrutural de perfis formados a frio (PFF) sujeitos a forças concentradas em regiões sem enrijecedores transversais susceptíveis a um mecanismo localizado de falha associado ao esmagamento da alma (web crippling). Primeiramente, o dimensionamento foi realizado de acordo com as normas americana e brasileira. Os dados experimentais de seções I enrijecido, Z enrijecido, cartola, U simples e enrijecido relatados na literatura foram analisados, obtendo-se as estatísticas do erro do modelo. Os Índices de confiabilidade (β) foram calculados com o emprego dos métodos de confiabilidade FOSM (First-Order Second- Moment), FORM (First-Order Reliability Method), SORM (Second Order Reliability Method) e SMC (Simulação de Monte Carlo). A análise de confiabilidade foi desenvolvida para combinações de cargas das normas americana e brasileira, além da razão nominal da ação variável e permanente, Ln/Dn, iguais a 3 e 5. Índices de confiabilidade alvo foram considerados de acordo com os principais padrões internacionais para barras de PFF. Em seguida, procedeu-se o dimensionamento das seções do banco de dados experimentais para o estudo estatístico do erro do modelo empregando o método da resistência direta (MRD). O dimensionamento pelo MRD seguiu critérios e formulações propostas por bibliografia internacional, visto que, a formulação para web crippling não é contemplada nas normas de PFF. Os resultados foram comparados com valores experimentais de um banco de dados de perfis U e U enrijecido com foco particular nas condições de carregamento Interior-One-Flange (IOF) e Interior-Two-Flange (ITF). De forma similar foram empregados os métodos de confiabilidade para avaliação dos índices de confiabilidade e calibração do coeficiente de ponderação de resistência. Constatou-se que o coeficiente de ponderação de resistência presente na norma brasileira não apresentou resultados satisfatórios em relação ao valor alvo do índice de confiabilidade em alguns casos. Conclui-se que são necessários ajustes no coeficiente de ponderação da resistência previsto na norma, conforme o tipo de carregamento e condição de suporte, para padronizar o nível de segurança. O MRD também se apresenta como uma possibilidade que pode ser incorporada à norma, porém, são necessários mais estudos.
Metodologia para determinação da probabilidade de falha durante a vida de serviço de projetos de geossintéticos.
(2022) Urashima, Beatriz Mydori Carvalho; Ferreira, Lucas Deleon; Duarte, Anderson Ribeiro; Ferreira, Lucas Deleon; Vidal, Delma de Matos; Silva, Jefferson Lins da
Diversos campos da Engenharia empregam ferramental estatístico para a execução de análises de risco ao longo da vida de serviço de projetos, com intuito de fomentar indicadores de confiabilidade. Os geossintéticos são produtos de matriz polimérica empregados nas últimas décadas em obras de Engenharia, tais como, geotécnicas, ambientais e de mineração. Para os geossintéticos, a análise da durabilidade usualmente se desenvolve a partir de experiência pregressa e ainda é assunto recorrente em diversos trabalhos. Até então, existe consenso do emprego de fatores de redução para o dimensionamento desses sistemas. Este artigo apresenta uma nova abordagem, complementar, para a determinação da probabilidade de falha ao longo da vida de serviço de projetos de geossintéticos por meio de estatística não paramétrica, com emprego de núcleos estimadores e técnica de reamostragem (Bootstrap), para determinação das probabilidades de falha intrínsecas aos problemas de degradação com base na função geossintética pretendida ou propriedade de desempenho, que irão nortear a censura a ser empregada. Isso é feito dentro das condições de contorno estabelecidas em projeto, de forma a garantir a sua confiabilidade. Abordagens Bayesianas guiadas pelos próprios dados são empregadas. Adicionalmente, um estudo de caso é apresentado para exemplificar o uso das sub- rotinas desenvolvidas por meio do software R, no qual foi possível avaliar as probabilidades para distintos níveis de censura estabelecidos para uma propriedade parâmetro de um geossintético exposto às intempéries. Além disso, o estudo de caso possibilitou diferenciar a somatória de efeitos degradantes e a exposição total: para probabilidade da variável aleatória X ser maior que 70% da resistência disponível inicial de serviço do material, ou seja, P (X > 0,7R), foram encontrados valores de probabilidades de 1,00 (somatório) e 0,56 (exposição total). A aplicação apresentada demostra a quão promissora pode ser a metodologia ora apresentada na análise da confiabilidade da vida de serviço de projeto de um sistema que emprega geossintéticos.
Análise de confiabilidade de vigas em perfis formados a frio susceptíveis à flambagem distorcional utilizando dados de análise numérica incorporados à variável erro do modelo.
(2022) Silva, Márcio Maciel da; Freitas, Marcílio Sousa da Rocha; Vieira, Washington Batista; Freitas, Marcílio Sousa da Rocha; Vieira, Washington Batista; Brandão, André Luis Riqueira; Souza, Flávio Teixeira de
As vigas constituídas de perfis formados a frio em seção Ue e Ze são comumente utilizadas em coberturas, como terças, e também empregadas como vigas principais para estrutura de edificações. Em vigas de perfis formados a frio, submetidas à flexão simples, com restrição à flambagem lateral com torção e sem restrição à mesa comprimida, a flambagem distorcional pode ser o modo de falha predominante. Diante do exposto, este trabalho tem como objetivo mostrar o desenvolvimento de um estudo sobre o modo de instabilidade distorcional em perfis formados a frio de seções Ue e Ze sujeitos à flexão simples, por meio de análise numérica, utilizando o software em elementos finitos ABAQUS, e o CUFSM, um software baseado no método das faixas finitas. O software Matlab foi utilizado para automatizar a modelagem de forma que uma série de simulações numéricas com nãolinearidade geométrica e material fossem realizadas e validadas com resultados experimentais da literatura. A pesquisa envolveu 62 vigas de seção Ue e 78 vigas de seção Ze, com resultados experimentais para a validação do modelo numérico. Posteriormente, uma ampliação no banco de dados foi realizada, resultando em 108 vigas de seção Ue e 73 vigas de seção Ze. Portanto, o presente trabalho foi constituído de 1093 simulações de perfis formados a frio, abrangendo 170 vigas de seção Ue e 151 vigas de seção Ze. Assim, realizou-se uma análise de confiabilidade com o método FORM, utilizando combinações de ações de acordo com os parâmetros de calibração do AISI-LRFD e AISI-LSD para obter o índice de confiabilidade (β) e probabilidade de falha (Pf). A partir desses resultados, observou-se uma boa aproximação entre os índices de confiabilidade dos modelos de seção Ue e o índice alvo estabelecido de βo = 2,5, referência para a calibração do AISI S100:2016, considerando o coeficiente de ponderação da resistência = 1,10, disposto no método da resistência direta (MRD), apresentado no anexo C da ABNT NBR14762:2010. Entretanto, para os perfis de seção Ze, o índice de confiabilidade β apresentou-se inferior ao índice alvo de 2,5, sugerindo um aumento do coeficiente de ponderação da resistência , como disposto na ABNT NBR14762:2010.
Análise de desempenho dos métodos de capacidade de carga semiempíricos e avaliação da probabilidade de ruína de uma fundação em estacas hélice contínua.
(2019) Velloso, Helena Vignoli; Azevedo, Crysthian Purcino Bernardes; Azevedo, Crysthian Purcino Bernardes; Porto, Thiago Bomjardim; Oliveira, Tales Moreira de
A norma brasileira de projeto e execução de fundação contempla dois métodos de cálculos que podem ser adotados no desenvolvimento de um projeto de fundação. Os métodos são denominados método das cargas admissíveis, no qual a segurança do sistema é avaliada por meio de um fator de segurança global, e método dos valores de projeto, fundamentado em fatores de segurança parciais. Verifica-se que nenhum dos métodos incorpora de forma abrangente a dispersão dos valores de resistência e solicitação, oriunda das inúmeras incertezas que envolvem as variáveis. Nesse contexto, é necessário verificar também a probabilidade de ruína mediante uma análise de confiabilidade. A partir do estudo de caso, esta dissertação avalia a probabilidade de ruína de um estaqueamento de fundação com base nos ensaios SPT e ensaios de carregamento dinâmico. Em função da metodologia adotada, o carregamento resistente foi obtido via método semi-empírico de estimativa de capacidade de carga. De modo a identificar o método que melhor representa a superfície resistente do estaqueamento, foi realizada uma análise de desempenho com avaliação qualitativa de métodos semi-empíricos consagrados na literatura. Nesta análise destaca-se que a qualidade da previsão de carga se mostrou favorável para o método que foi desenvolvido a partir de ensaios realizados em horizonte geotécnico similar ao caso em estudo. Com base no resultado da análise de desempenho, a probabilidade de ruína foi calculada por meio de 75 análises de confiabilidade. Verifica-se que a variabilidade da resistência provoca impacto significativo na segurança de uma estrutura de fundação e que o fator de segurança global de norma se mostrou insatisfatório para garantir a segurança dentro de limites aceitáveis de probabilidade de ruína. Adicionalmente, através de uma análise de vulnerabilidade, identificou-se o impacto da ruptura de uma estaca na segurança do estaqueamento. Verifica-se que a ruína de uma única estaca de fundação acarreta uma redistribuição da solicitação nas demais estacas do bloco, sem ocorrer necessariamente a ruptura do apoio.
Análise da confiabilidade de barras em perfis formados a frio submetidas à força axial de compressão pelo método FORM.
(2018) Capanema, Denise Christie de Oliveira; Neves, Francisco de Assis das; Freitas, Marcílio Sousa da Rocha; Neves, Francisco de Assis das; Freitas, Marcílio Sousa da Rocha; Brandão, André Luis Riqueira; Souza, Flávio Teixeira de
Este trabalho tem como objetivo a avaliação dos índices de confiabilidade e coeficientes de ponderação da resistência para barras submetidas à força axial de compressão de perfis formados a frio projetadas segundo a norma brasileira ABNT NBR 14762:2010 e a norma americana AISI S100:2016. Foi empregado o método de confiabilidade de primeira ordem FORM (First Order Reliability Method) e feito comparação com os métodos de confiabilidade FOSM (First Order Second Moment) e SMC (Simulação de Monte Carlo). Foram analisados, no total, 322 resultados de ensaios experimentais de colunas de perfis formados a frio carregadas concentricamente com seções U simples e U enrijecido obtidos de vários pesquisadores, para obtenção das estatísticas para a relação carga de ensaio versus carga predita para os três métodos disponíveis na Norma Brasileira para perfis formados a frio: o Método da Largura Efetiva (MLE), o Método da Seção Efetiva (MSE) e o Método da Resistência Direta (MRD). Os coeficientes de ponderação da resistência são obtidos para combinações de ações gravitacionais previstas na norma AISI S100:2016 e na norma brasileira ABNT NBR 14762:2010, sendo: 1,2Dn+1,6Ln e 1,25Dn+1,5Ln, além das relações entre ação variável e ação permanente, Ln/Dn, iguais a 5 para LRFD e 3 para LSD adotadas na calibração da norma AISI S100:2016. São considerados índices de confiabilidade alvo também empregados na calibração da norma AISI S100:2016, sendo βo = 2,5 para LRFD e βo = 3,0 para LSD. Os resultados mostraram que os índices de confiabilidade são mais conservadores com a menor relação Ln/Dn. Verificou-se que os índices de confiabilidade são superiores ao valor alvo βo = 2,5 e inferiores para βo = 3,0. Os resultados obtidos indicaram coeficientes de ponderação da resistência maiores que o valor adotado atualmente pela norma brasileira.
Obtenção de modelos probabilísticos para parâmetros geotécnicos : estudo de caso.
(2020) Sousa, Douglas Henrique Santos; Ferreira, Lucas Deleon; Duarte, Anderson Ribeiro; Ferreira, Lucas Deleon; Urashima, Denise de Carvalho; Pereira, Eleonardo Lucas
A aplicação de métodos probabilísticos em análises geotécnicas tem se tornado indispensável quando se deseja otimização, segurança e confiabilidade nos projetos. Porém, a definição dos parâmetros geotécnicos (média, desvio padrão e coeficiente de variação) e dos modelos estatísticos adequados (funções de distribuições de probabilidade) torna-se uma tarefa árdua e desafiadora, visto que na maioria das vezes se dispõe de um número limitado de dados. Na busca por contornar tais dificuldades, a utilização de softwares estatísticos, como o R, surge como ferramenta indispensável quando se deseja obter parâmetros e modelos estatísticos adequados. Como contribuição para bibliografia técnica e aplicação de técnicas estatísticas com apoio do pacote fitdistrplus acoplado ao software R, o presente estudo realizou o tratamento e modelagem estatística de 42 resultados de ensaios triaxiais (peso específico, coesão e ângulo de atrito), oriundos de amostras reconstituídas em laboratório de solo residual e coluvionar do embasamento granito-gnáissico do Quadrilátero Ferrífero. Na sistemática proposta, primeiramente os dados disponíveis foram analisados de forma descritiva, obtendo-se resultados de valores médios, mínimos, máximos e o coeficiente de variação amostrais. Em seguida, o efeito de correlação nos dados foi avaliado via modelos de regressão linear, sendo que o nível de associação entre as variáveis foi mensurado pelo coeficiente de correlação. Posteriormente, o objetivo central foi a tentativa de ajuste de modelos probabilísticos específicos para cada variável por meio de métodos gráficos, núcleos estimadores, testes de hipóteses e critérios de informação, de forma a se obter o melhor ajuste para função de densidade de probabilidade para cada variável de interesse. A utilização conjunta das técnicas estatísticas propostas se mostrou fundamental na decisão de escolha do melhor modelo representativo para a variável de interesse. As técnicas apresentadas poderão ser amplamente utilizadas em tratamentos de dados amostrais que posteriormente subsidiarão análises de confiabilidade aplicadas a projetos geotécnicos.
Obtenção do índice de confiabilidade de barras de perfis formados a frio submetidas à flexão simples com o emprego do método FORM.
(2019) Toledo, Fernanda Ferra Andrade; Freitas, Marcílio Sousa da Rocha; Brandão, André Luis Riqueira; Freitas, Marcílio Sousa da Rocha; Brandão, André Luis Riqueira; Souza, Flávio Teixeira de; Vieira, Washington Batista
As estruturas devem oferecer segurança e boas condições de utilização, de forma que não venham a falhar ou mesmo provocar desconforto a seus ocupantes. O estudo da confiabilidade estrutural relaciona-se com a avaliação da probabilidade de violação de um estado limite para um sistema estrutural. Assim, o objetivo deste trabalho é aplicar uma metodologia para análise dos índices de confiabilidade para barras de perfis formados a frio submetidas à flexão simples, projetadas segundo a norma brasileira ABNT NBR 14762:2010 e a norma norteamericana AISI S100:2016. Primeiramente, foi elaborado um banco de dados de resultados experimentais de alguns autores para o estado limite em questão e obtidas as forças resistentes para cada modelo ensaiado, com a utilização da ABNT NBR 14762:2010. É avaliado o erro de modelo (relação entre os valores teórico e experimental), fornecendo um resultado estatístico. Em seguida, foi empregado o Método de Confiabilidade de Primeira Ordem (First Order Reliability Method - FORM) para avaliação da segurança de vigas em perfis formados a frio incorporando-se os coeficientes de ponderação das resistências e das ações das normas brasileira e americana. Comparando-se os valores dos índices fornecidos pelos três métodos aplicados, o método FORM e a Simulação de Monte Carlo forneceram valores bem próximos, confirmando a precisão do método FORM. Sobre os índices de confiabilidade, a combinação referente ao LSD (Limit States Design) não apresentou resultados satisfatórios em relação ao valor alvo de β0=3,0, já que em todos os casos, o índice encontrado foi inferior ao valor pretendido. Por fim, concluiu-se que são necessários ajustes nos coeficientes de ponderação da resistência previstos em norma, conforme o tipo de seção e modo de falha; porém, faz-se necessário um refinamento destes resultados através da análise de mais dados.
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.

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