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

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    Estudo de ligações T compostas de seções tubulares de paredes esbeltas.
    (2020) Guerra, Messias Junio Lopes; Sarmanho, Arlene Maria Cunha; Sarmanho, Arlene Maria Cunha; Batista, Eduardo de Miranda; Lima, Luciano Rodrigues Ornelas de; Nunes, Gabriel Vieira; Alves, Vinicius Nicchio
    As ligações com perfis de seção tubular em aço possuem características particulares no seu comportamento estrutural que têm sido objeto de diversas pesquisas na área. Contudo, há poucos estudos do comportamento e da resistência das ligações tubulares compostas de paredes esbeltas. Assim, neste trabalho é apresentado um estudo teórico, experimental, numérico e paramétrico de ligações tipo T compostas de perfis tubulares de aço com seções de paredes esbeltas, retangulares para o banzo e circulares para o montante. Os estudos avaliaram a capacidade de carga e o comprimento das ligações, considerando o modo de falha caracterizado pela plastificação da face superior do banzo sob carregamento axial de compressão no montante e tração ou compressão no banzo. No programa experimental, foram ensaiados 28 protótipos, divididos em três séries de dimensões geométricas diferentes e com níveis variados para as cargas axiais. Foi também realizado um estudo experimental da influência do comprimento do banzo nos resultados visando a definição final dos protótipos de ensaio. Os valores dos deslocamentos medidos por transdutores posicionados nas faces do banzo foram utilizados para determinação da capacidade de carga da ligação e utilizando o critério de deslocamento limite. Modelos numéricos foram desenvolvidos em elementos finitos por meio de programa comercial e validados com resultados experimentais de carga e deslocamento nas faces do banzo. Inicialmente, a validação foi realizada com resultados de pesquisa anterior e, posteriormente, com os resultados experimentais desta pesquisa. Os resultados indicaram uma boa correlação experimental-numérica, permitindo a realização do estudo paramétrico, por meio das variações dos carregamentos axiais e dos parâmetros geométricos  (relação entre o diâmetro do montante e a largura do banzo) e 2 (relação entre a largura do banzo e sua espessura) da ligação. O estudo paramétrico propiciou a obtenção de adequações do fator de redução da capacidade de carga da ligação das proposições teóricas de prescrições internacional e nacional (ISO 14346 e NBR 16239). A equação obtida considera carga axial de tração e compressão no banzo, englobando a classe dos perfis de seção esbelta. Os valores de capacidade de carga obtidos numericamente foram comparados com os calculados pela equação proposta e pelas equações normativas. A equação proposta apresentou melhores resultados estatisticamente, comprovando a sua eficiência e viabilidade para o cálculo da capacidade de carga de ligações T com plastificação da face superior do banzo, sobretudo para os modelos das classes 3 e 4.
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    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 Pires
    A 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.
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    Comparativo de dimensionamento de pavimento misto de STEEL DECK com o sistema SLIM FLOOR utilizando o software CoSFB.
    (2017) Andrade, Djemerson Mateus de; Paula, Geraldo Donizetti de; Ribas, Rovadávia Aline de Jesus; Paula, Geraldo Donizetti de; Ribas, Rovadávia Aline de Jesus; Souza, Flávio Teixeira de; Inoue, Hisashi
    O sistema misto de laje com forma incorporada steel deck é muito utilizado no Brasil. No entanto aplicam-se outros sistemas de construção em diversos países. Nesta dissertação faz-se um estudo comparativo do sistema Slim Floor com o Steel Deck. O sistema Slim Floor é caracterizado por proporcionar ganho na espessura final do pavimento, pois nesse sistema, as vigas se encontram incorporadas a laje. A utilização de estruturas mistas no Brasil é dominantemente feita com o sistema Steel Deck, dessa forma, este trabalho contribui para o conhecimento desta outra técnica, já usada em outros países. Foi feito um estudo comparativo da espessura final da laje de um pavimento do edifício do IFMG, na cidade de Ouro Branco-MG, que foi concebido no sistema misto Steel Deck, com uma laje calculada no sistema Slim Floor. Para o cálculo da laje do pavimento, foi utilizado o software CoSFB, da ArcelorMittal. Aplicando-se o sistema Slim Floor obteve-se uma redução de 45% na espessura final do pavimento (laje e viga) calculado como no sistema misto convencional.
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    Análise numérica de pilares mistos aço-concreto.
    (2004) Caldas, Rodrigo Barreto; Sousa Junior, João Batista Marques de
    Recentemente, aplicações práticas e pesquisas numéricas e experimentais em estruturas mistas têm crescido grandemente em todo o mundo. Atualmente a norma brasileira voltada para o dimensionamento de estruturas de aço encontra-se em processo de revisão apresentando em seu escopo uma preocupação relevante em relação aos elementos mistos. Em geral, os procedimentos de norma são baseados em hipóteses simplificadoras, o que justifica a necessidade de mais pesquisas sobre a análise desses elementos. O propósito deste trabalho é o desenvolvimento e implementação de procedimentos numéricos voltados para análise de pilares mistos. Primeiramente, um modelo para análise do comportamento de seções arbitrárias é desenvolvido. O modelo permite a consideração de seções genéricas incluindo os pilares mistos mais usuais, como, pilares de seção I envolvidos com concreto e tubulares preenchidos com concreto. Relações momento-curvatura são obtidas, assim como superfícies de interação. Os resultados são validados a partir de dados encontrados na literatura. Em uma segunda etapa, um modelo numérico voltado para a simulação do comportamento de pilares esbeltos com seções genéricas, sujeitos a carregamentos estáticos, é desenvolvido e implementado. O esquema numérico baseia-se em uma formulação de deslocamentos do Método dos Elementos Finitos, sendo capaz de avaliar as não-linearidades física e geométrica. Elementos de barra unidimensionais são utilizados. Vários resultados numéricos e experimentais são utilizados em comparações para a verificação da eficácia do procedimento proposto. Ao final, outros procedimentos numéricos são utilizados para simulação de pórticos e estruturas mistas com o objetivode comprovar a generalidade da formulação.
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    Análise dinâmica de vigas mistas com interação parcial.
    (2012) Machado, Wanderson Gonçalves; Sousa Junior, João Batista Marques de
    A intenção de obter estruturas cada vez mais elaboradas e eficientes fez com que a construção civil passasse a utilizar, em todo mundo, há mais de 150 e 100 anos respectivamente, estruturas de aço e de concreto, entretanto os elementos estruturais mistos de aço-concreto passaram a ser utilizados somente a partir da década de 60, com o desenvolvimento de métodos e disposições construtivas que garantiam a funcionalidade do conjunto de dois materiais, ampliando, assim, as opções de projeto e construção. O objetivo do presente trabalho é promover uma análise numérica dinâmica de vigas mistas, considerando que há deslizamento na interface de contato dos dois elementos que constituem a viga mista, ou seja, quando há interação parcial entre os elementos. As soluções da literatura para a análise de estruturas submetidas à vibração (problema dinâmico com interação parcial) ainda são escassas e as recomendações de projeto bastante simplificadas. A análise numérica, é feita utilizando o Método dos Elementos Finitos (MEF), sendo utilizado um elemento finito específico com deslizamento incorporado, já desenvolvido e implementado em trabalhos anteriores. As implementações existentes são apenas para análise estática do problema de viga mista com interação parcial, sendo que no presente trabalho, são implementadas formulações para realização da análise dinâmica do problema de viga mista, capazes de determinar as frequências naturais e os modos de vibração das vigas mistas, bem como os históricos de deslocamentos (via superposição modal e integração direta), estudando assim a influência da interação parcial nestas grandezas. A implementação dos algoritmos é feita utilizando o Maple 14. Os resultados obtidos com a utilização do elemento finito implementado neste trabalho, em problemas de análise dinâmica, são comparados com os resultados obtidos com diferentes elementos finitos desenvolvidos por outros autores e encontrados na literatura técnica disponível.
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    Software para análise e dimensionamento de vigas mistas aço-concreto em pontes rodoviárias.
    (Programa de Pós Graduação em Engenharia Civil. Departamento de Engenharia Civil, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto., 2008) Fernandes, William Luiz; Paula, Geraldo Donizetti de
    Pontes metálicas são amplamente utilizadas em projetos que requerem grandes vãos livres. Entretanto, quando se considera as vigas principais atuando como vigas mistas aço-concreto, os projetos de pontes metálicas conseguem concorrer com os de concreto armado ou protendido em casos em que os vão livres encontram-se entre 20 e 50 metros. Além disso, quando comparadas ao sistema não misto, as vigas mistas proporcionam uma considerável economia de aço, pois diminuem o peso próprio da estrutura para o projeto de vigas, pilares e fundações. Este trabalho tem por objetivo analisar e dimensionar vigas contínuas mistas aço-concreto, constituídas por perfis I, em pontes rodoviárias através de um programa de computador desenvolvido em linguagem de programação Delphi. Os esforços solicitantes e as linhas de influência são obtidos pela formulação do Método da Flexibilidade. A distribuição transversal das cargas móveis pode ser realizada por três métodos: Linha de Influência de Reação, Transversina de Rigidez Infinita e Homberg- Trenks. Como resultado, o programa determina as características geométricas das seções das vigas principais, os diagramas e envoltórias de esforços das mesmas, linhas de influência, trens-tipo a partir da distribuição transversal das cargas móveis, quadro resumo com as ações nominais e combinadas, bem como o dimensionamento das vigas, incluindo conectores de cisalhamento e enrijecedores transversais de alma para as regiões críticas ao esforço cortante, com suas dimensões e espaçamentos. Para comparação de resultados, utilizou-se o programa SAP2000 para modelagem e análise numérica via método dos elementos finitos.
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    Análise não-linear geométrica de vigas-colunas com interação parcial.
    (Programa de Pós Graduação em Engenharia Civil. Departamento de Engenharia Civil, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto., 2009) Oliveira, Cláudio Ernani Martins; Sousa Junior, João Batista Marques de
    A idealização de estruturas cada vez mais complexas, a adoção de formas arquitetônicas mais elaboradas e o desenvolvimento de novos materiais e métodos construtivos têm gerado grandes avanços na Engenharia Civil e na Arquitetura. Em geral, estes avanços são alcançados durante a busca pela superação de problemas construtivos e também durante tentativas de aperfeiçoamento das soluções clássicas destes problemas. Quando se trata da análise estrutural, o aperfeiçoamento de uma técnica ou método geralmente está ligado ao tipo de análise feito. Assim, é comum separar estas técnicas ou métodos em dois grandes grupos: análise linear e análise não-linear. A característica linear pode ser atribuída às propriedades físicas, geométricas ou ambas. O mesmo é verdade para a análise não-linear. O objetivo deste trabalho é analisar o comportamento não-linear de vigas colunas mistas com interação parcial na superfície de deslizamento aplicando o Método dos Elementos Finitos. Para isto foi desenvolvido e implementado um elemento unidimensional para análise numérica. Em seguida foram feitas comparações entre os resultados obtidos aqui e resultados encontrados na literatura. Desta maneira, pretendese verificar a confiabilidade e acurácia do elemento proposto e também a sua aplicabilidade a casos onde a análise dos efeitos de segunda ordem é especialmente importante.
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    Análise numérica de vigas mistas com interação parcial.
    (Programa de Pós Graduação em Engenharia Civil. Departamento de Engenharia Civil, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto., 2006) Silva, Amilton Rodrigues da; Sousa Junior, João Batista Marques de
    O aumento da utilização de estruturas de aço em obras de engenharia na construção civil, a presença do concreto garantida pelo preenchimento das lajes de piso e o ganho nas propriedades mecânicas das vigas mistas em relação às vigas comuns, incidem em um relativo aumento deste tipo de elemento estrutural na prática da construção. Um indicativo deste crescimento é o projeto de revisão da norma brasileira de dimensionamento de estruturas em aço, onde além da revisão do seu texto original, tratará o conceito de novas técnicas construtivas como os elementos estruturais de seção mista. O objetivo deste trabalho é estabelecer um tratamento mais adequado em relação à análise de vigas mistas com interação parcial, ou seja, considerando o deslizamento relativo na interface de contato entre os materiais. Para isto utiliza-se o Método dos Elementos Finitos. Para solução deste tipo de problema usando o método dos elementos finitos será desenvolvido um elemento unidimensional de viga que consiga simular o deslizamento na interface de contato entre os materiais da seção mista considerando a não-linearidade física destes materiais e a possibilidade de seções transversais genéricas. Em uma segunda estratégia de solução do problema utilizando o método dos elementos finitos desenvolve-se um elemento de interface retangular de espessura nula capaz de simular o deslizamento ao longo da interface, sendo o comportamento das seções acima e abaixo da interface de deslizamento simulado por dois elementos unidimensionais de viga. A ação em conjunto destes elementos garante uma solução satisfatória para os problemas de vigas mistas com interação parcial. Os elementos implementados neste trabalho serão comparados com elementos desenvolvidos por outros autores através dos resultados numéricos de alguns exemplos específicos encontrados na literatura. Também será utilizado, na validação dos elementos implementados e, para o caso de comportamento linear, a solução exata do problema de viga mista com interação parcial dada pela equação diferencial de Newmark.