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 Estudo de patologias de pintura e ocorrência de corrosão atmosférica em plataforma de petróleo.(2018) Ribeiro Filho, Guido Lessa; Ribas, Rovadávia Aline de Jesus; Paula, Geraldo Donizetti de; Ribas, Rovadávia Aline de Jesus; Paula, Geraldo Donizetti de; Cândido, Luiz Cláudio; Russo, Mário Luís CabelloA degradação de estruturas pela corrosão atmosférica é um fenômeno que atinge todas as estruturas, principalmente as de aço, normalmente as mais utilizadas em plataformas de petróleo em todo o mundo. Neste trabalho é estudado o caso específico da plataforma de petróleo WHP-2, localizada na Unidade Offshore Techint, em Pontal do Paraná-PR, Brasil, a qual teve sua construção interrompida em 2013. Várias atividades foram paralisadas antes de seu término, e a estrutura está desde então sob efeito da corrosão atmosférica. A pesquisa estuda o tema sob duas abordagens. A primeira se dá a partir do levantamento realizado in loco das patologias de corrosão e do estudo de suas causas prováveis, considerando registros fotográficos realizados em campo, coleta de documentos e projetos e registros de qualidade. A segunda abordagem é por meio de um ensaio com corpos de prova (CPs), preparados utilizando o aço e o sistema de pintura empregado no projeto, com algumas variações, e também por meio da criação de patologias na película de tinta dos CPs para submetê-los ao ensaio de névoa salina (salt spray), com análise dos resultados obtidos. Concluiu-se que, em casos de rompimento da película de tinta, a corrosão subpelicular originada na descontinuidade possui maior importância do que a originada pelo eletrólito permeado através da película, mesmo levando em conta diferentes espessuras de película — para o período de exposição à corrosão atmosférica considerado —, e que, no projeto avaliado, a origem das corrosões é devida, em grande parte dos casos, ao rompimento da película, significando, portanto, que é a maior causa das patologias encontradas.Item Contribuições de lajes de piso na rigidez e estabilidade horizontal de edifícios de andares múltiplos estruturados em aço.(2018) Silva, André Herculano da; Araújo, Ernani Carlos de; Paula, Geraldo Donizetti de; Araújo, Ernani Carlos de; Paula, Geraldo Donizetti de; Ribas, Rovadávia Aline de JesusO presente trabalho tem como principal premissa a análise estrutural para verificações das contribuições das lajes de concreto armado atuando como diafragma rígido para promover os aumentos da rigidez frente aos deslocamentos horizontais e estabilidade horizontal de edifícios de andares múltiplos, estruturados em aço. Desta forma, são realizadas análises estruturais por meio de modelagens tridimensionais de um edifício modelo, variando a altura total e a tipologia de contraventamento, submetendo-o aos carregamentos verticais e horizontais pertinentes, além da comparação das análises linear e não linear, afim da obtenção comparativa dos principais resultados importantes e inerentes à concepção estrutural. Para atingir esses objetivos, utilizouse o programa de cálculo SAP2000, para as modelagens estruturais, sendo que os resultados finais permitirem concluir a importância das lajes de concreto armado para promover a estabilidade global do edifício, bem como evidenciar que as mesmas proporcionam maior rigidez aos pórticos verticais de estabilização destes modelos, além de serem elementos arquitetônicos fundamentais, garantindo menores deslocamentos horizontais quando sujeitos às ações horizontais solicitantes devidas ao vento. E ainda, reservando-se a garantia da preservação dos principais aspectos de desempenho estrutural, como a segurança, a economia, o controle de vibração, durabilidade e a manutenção do projeto arquitetônico precursor da estrutura.Item Análise dinâmica avançada de estruturas de aço com ligações semirrígidas e interação com o solo.(2018) Batelo, Everton André Pimentel; Silveira, Ricardo Azoubel da Mota; Silva, Andréa Regina Dias da; Silveira, Ricardo Azoubel da Mota; Silva, Andréa Regina Dias da; Guimarães, Gustavo Paulinelli; Ferreira, Walnório Graça; Galvão, Alexandre da SilvaEsta tese apresenta os fundamentos numéricos para a previsão do comportamento de estruturas planas de aço com ligações semirrígidas e interação com o solo quando estas são submetidas a ações dinâmicas extremas, como: impacto, abalos sísmicos e ações de ventos. Nessas condições, as estruturas de aço podem apresentar deformações permanentes, danos localizados que podem levar ao colapso parcial ou total. Dessa forma, projetar sistemas estruturais considerando o comportamento elástico do material, nessas situações extremas, tende a ser antieconômico. É aceitável, portanto, que haja certo dano nas estruturas nessas situações de carregamento extremo, desde que esse não coloque em risco a segurança da edificação. Assim, esta tese tem como objetivo avaliar o comportamento não linear de estruturas de aço sob ação dinâmica, procurando explorar a capacidade de amortecimento histerético introduzido pelas ligações semirrígidas e pelo processo de deformação plástica de seus membros (vigas e colunas formados por perfis I ou H compactos), com a consequente redistribuição de esforços internos e formação de rótulas plásticas. As análises transientes não lineares são realizadas através do programa computacional CS-ASA (Silva, 2009), que é baseado no método de elementos finitos (MEF). Esse programa é ampliado através do presente estudo, onde os efeitos não lineares geométricos, das ligações semirrígidas e do material aço são considerados juntamente com a interação solo-estrutura (ISE). Elementos finitos planos não lineares de barra, baseados na hipótese de Euler Bernoulli, são usados na modelagem das estruturas de aço e elementos de fundação são usados para aproximar o meio geológico (solo ou rocha), que é modelado de forma discreta ou contínua (hipóteses de Winkler). Assume-se aqui que esses elementos de fundação reagem às solicitações de tração e compressão, caracterizando o problema ISE com restrições bilaterais de contato. As respostas transientes não lineares dos problemas analisados são obtidas através um processo incremental-interativo, usando os métodos Newmark e Newton-Raphson. Por fim, vale destacar que as respostas alcançadas através da metodologia de solução numérica proposta apresentaram boa concordância com as extraídas da literatura e através do software SAP 2000.Item Análise de fadiga de ligações soldadas de barras de aço tubulares.(2013) Lage, Carmem Miranda; Sarmanho, Arlene Maria Cunha; Freitas, Marcílio Sousa da RochaNesse trabalho é apresentada uma análise de fadiga de ligações soldadas formadas por perfis estruturais tubulares de aço. É apresentado o procedimento de estimativa de vida útil à fadiga dessas ligações por meio dos métodos da tensão geométrica e da tensão nominal, estabelecidos no CIDECT 8 e Eurocode 3, com abordagem baseada em ciclos de tensão (curvas S-N). A filosofia de projeto associada a esta abordagem é a de vida garantida, que deve proporcionar um nível aceitável de confiabilidade da estrutura sem inspeções periódicas. O modelo analisado foi o de uma ponte metálica treliçada, sendo apresentada uma discussão entre esses dois métodos abordando vantagens e limitações. Os resultados obtidos permitiram determinar qual método é melhor aplicável para uma dada situação de projeto.Item Intervenções metálicas em construções preexistentes : estudos de caso de interfaces.(2009) Moraes, Carolina Albuquerque de; Ribeiro, Luiz Fernando LoureiroNeste trabalho são investigadas intervenções metálicas em edificações preexistentes focando em suas interfaces estruturais com materiais e sistemas construtivos distintos. Fundamenta-se na seleção, registro, observação e análise de estudos de caso - projetos de intervenção realizados no Brasil em que se utiliza o aço. São identificados: o comportamento estrutural, os detalhes e particularidades dessas interfaces, assim como as possíveis patologias existentes, com a finalidade de estabelecer-se uma avaliação de seu processo de projeto, qualidades arquitetônicas e construtivas. As estruturas metálicas têm considerável aplicabilidade quando utilizadas em intervenções de edificações preexistentes, principalmente as de cunho histórico e caráter preservativo, pois possibilitam a reversibilidade, ou seja, a substituição das peças em uma futura obra. Além disso, a linguagem arquitetônica do aço estabelece o contraste entre o antigo e o contemporâneo, preservando a autenticidade da obra. A presença do aço, devido a sua alta resistência, também viabiliza estruturas mais leves, o que se mostra interessante ao lidar com estruturas já existentes e que, muitas vezes, apresentam restrições quanto ao carregamento. Além disso, as estruturas metálicas e os sistemas industrializados possibilitam economia de material, alívio das cargas, possibilidade de modulação, padronização dos componentes, facilidade de montagem, escoramento e transporte e, conseqüentemente torna a construção mais ágil e eficiente. Com base nesses conceitos, o presente trabalho pretende ampliar as investigações, as discussões e o estudo científico sobre o assunto, já que no Brasil existe pouca documentação de estudos e tipologias que apresentem a interseção e a compatibilização eficiente de estruturas distintas em que se utiliza o aço.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 Determinação da distribuição de temperatura em perfis de aço parcialmente protegidos : método simplificado.(2007) Ferreira, Flávio Antônio; Gouveia, Antônio Maria Claret deNo Brasil, a proteção passiva de estruturas metálicas (Costa, 2001) pode custar entre 15% e 30% do custo total da estrutura, o que tem um significativo impacto sobre a competitividade desse produto (Claret, 2000). A técnica de proteção parcial da estrutura oferece uma alternativa para a elevação da competitividade do aço na construção civil. Nesse trabalho, apresenta-se uma formulação analítica para a determinação da distribuição de temperatura em perfis metálicos parcialmente protegidos em situação de incêndio. A formulação se baseia na transferência de calor por radiação, convecção e condução em uma seção não homogeneamente aquecida em incêndio. Análises comparativas com métodos de transferência de calor baseados em elementos finitos são apresentadas. As conclusões indicam que a formulação apresentada é representativa da distribuição de temperatura em perfis parcialmente protegidos, quando comparada ao método de elementos finitos, viabilizando seu emprego no âmbito dos métodos simplificados de dimensionamento em situação de incêndio.