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 experimental da resistência ao cisalhamento do conector HILTI X-HVB em vigas mistas de aço e concreto.(2021) Silva, Marcos Antônio da; Paula, Geraldo Donizetti de; Ribas, Rovadávia Aline de JesusA construção estruturada em aço no Brasil surge por volta dos anos 1950, sendo o edifício garagem América a primeira edificação de grande porte a ser concebido nesse sistema. A partir daí outras edificações e empreendimentos foram surgindo impulsionados pela criação da Companhia Siderúrgica Nacional (CSN), que criou a Fábrica de Estruturas Metálicas (FEM). As construtoras especializaram-se na fabricação de estruturas metálicas com suporte de países que dominavam esse tipo de construção. Mesmo timidamente, houve avanços e temos na atualidade tecnologia e conhecimento fabril para realização de novas e complexas edificações, dentre as quais se destacam as construções mistas. Nesse tipo de construção, normalmente aplicam-se conectores de cisalhamento na interface laje-viga, que têm a função de diminuir o deslizamento horizontal que ocorre quando a edificação está sujeita a cargas laterais, transmitindo o cisalhamento na interface aço-concreto. Nas primeiras edificações no país, foi muito utilizado o conector tipo “U” de perfil laminado e, em outras ocasiões, o perfil “U” conformado a frio. O conector tipo pino com cabeça “stud bolt” começa a ser aplicado no Brasil no ano de 1980. Pode-se dizer que sua utilização está bem difundida e aprovada pelas normas nacional e internacional. Em 2010 surge o conector Hilti X-HVB, sendo que sua aplicação em maior escala está na Europa. Inicialmente, observamse esses conectores sendo mais aplicados em lajes com fôrmas incorporadas, podendo ser, no entanto, utilizados em lajes moldadas “in loco”, pré-moldadas e mistas. Nesse contexto, o objetivo dessa dissertação é fazer uma análise experimental de conectores de cisalhamento do tipo Hilti X-HVB em lajes maciças. Nos experimentos são avaliados três corpos de prova por meio de ensaios tipo Push out, conforme especificação do Eurocode 4, tendo sido avaliados o comportamento e determinada a resistência ao cisalhamento sob carregamento estático. Os resultados obtidos mostram que os conectores atendem em média os resultados especificados no catálogo do fabricante.Item 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 NicchioAs 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.Item Análise experimental da resistência ao cisalhamento do conector Hilti X-HVB em vigas mistas de aço e concreto.(2018) Silva, Marcos Antônio da; Paula, Geraldo Donizetti de; Ribas, Rovadávia Aline de Jesus; Paula, Geraldo Donizetti de; Ribas, Rovadávia Aline de Jesus; Souza, Flávio Teixeira de; Inoue, HisashiA construção metálica no Brasil surge por volta dos anos 1950, tendo o edifício garagem América a primeira edificação de grande porte a ser concebido. A partir desse momento novas edificações e empreendimentos foram surgindo impulsionados pela recente criação da Companhia Siderúrgica Nacional – CSN, tendo-se criada a Fábrica de Estruturas Metálicas – FEM. As construtoras especializaram-se na fabricação de estruturas metálicas, com suporte de países que dominavam este tipo de construção. Mesmo timidamente, houve avanços e temos hoje tecnologia e conhecimento fabril para realização de novas e complexas edificações. O uso do conector de cisalhamento tem a função de diminuir o deslizamento horizontal, que ocorre quando a edificação sofre com as cargas laterais, ou seja, transmite o cisalhamento na interface aço-concreto. Nas primeiras edificações no Brasil, utilizou-se muito o conector tipo “U” de perfil laminado e, em outras ocasiões, o perfil “U” conformado a frio. O conector tipo pino com cabeça “stud bolt” desenvolveu-se na década de 1940, mas sua aplicação ocorreu no ano de 1980. Pode-se dizer que sua utilização está bem difundida e aprovada pelas normas nacional e internacional. Em 2010 surge o conector Hilti X-HVB, sendo que sua aplicação em maior escala está na Europa. No primeiro instante, observa-se esses conectores sendo mais aplicados em lajes com fôrmas incorporadas, podendo ser, no entanto, utilizados em lajes moldadas “in loco”, pré-moldadas e mistas. Nesse contexto, o objetivo dessa dissertação é fazer uma análise experimental de conectores de cisalhamento do tipo Hilti X-HVB em lajes maciças. Nos experimentos foram ensaiados 03 (três) corpos de prova tipo Push out, conforme a especificação do Eurocode 4. A partir dos quais foram avaliados o comportamento e uma determinada resistência ao cisalhamento ao carregamento estático. Os resultados obtidos atenderam os especificados no catálogo do fabricante, exceto o corpo de prova 01 que ficou abaixo do especificado.Item Estudo de ligações tipo "T" com perfis tubulares de seção composta de paredes esbeltas.(2017) Guerra, Messias Júnio Lopes; Sarmanho, Arlene Maria Cunha; Sarmanho, Arlene Maria Cunha; Batista, Eduardo de Miranda; Lima, Luciano Rodrigues Ornelas deOs perfis tubulares de aço têm grande aplicabilidade na construção metálica e as ligações entre esses tipos de perfis possuem características particulares que devem ser consideradas na análise estrutural. Em função dessas características, as ligações são objeto de diversas pesquisas possuindo prescrições normativas específicas para o seu dimensionamento. As pesquisas, em geral, têm principalmente seus estudos, em perfis de seção compacta, em função do uso de cargas elevadas de projeto e de evitar modos locais de instabilidade. Para o caso de seções tubulares semi-compactas ou esbeltas as pesquisas são reduzidas e o comportamento e resistência das ligações pouco estudados. Assim, neste trabalho é apresentado um estudo teórico, numérico e experimental de ligações soldadas do tipo “T” formadas por perfis tubulares de aço de seções esbeltas, com seção transversal retangular no banzo e circular no montante da ligação. Os estudos realizados avaliam o comportamento, os modos de falha da ligação e a carga última pelo critério da deformação limite. Foram realizados ensaios em 12 modelos com variação dos parâmetros 2razão entre a largura e a espessura do banzoe (razão entre o diâmetro do montante e a largura banzo). Os modelos experimentais foram ensaiados no Laboratório de Estruturas do Departamento de Engenharia Civil da Universidade Federal de Ouro Preto com carregamento axial de compressão no montante. Os resultados experimentais foram comparados com as prescrições internacionais e nacional mais recentes devidamente adaptadas para perfis de paredes esbeltas e utilizando o critério de deformação limite. Os resultados indicaram o modo de falha A. A comparação entre os modelos experimentais e teóricos indicaram, em geral, boa correlação entre os resultados. Foi observado o valor do parâmetro 2 quanto menor o valor desse parâmetro maior a resistência da ligação. E quanto ao parâmetro quanto menor o seu valor tem-se maior proximidade entre os valores experimentais e teóricos, comparados com os valores de maiores. Com relação ao modelo numérico, não houve boa correlação com os resultados experimentais, indicando a necessidade de ajustes e posterior calibração de resultados.Item Análise numérico-experimental de resistência a flexão em ligações tubulares flangeadas.(2016) Pereira, Caio Orsi Vieira Ramos; Sarmanho, Arlene Maria Cunha; Sarmanho, Arlene Maria Cunha; Requena, João Alberto Venegas; Souza, Flávio Teixeira deAs aplicações de ligações flangeadas são muito comuns em treliças, sendo que tubos em sistemas treliçados estão submetidos a esforços semelhantes aos esforços de cálculo para o dimensionamento dessas ligações. Devido a sua facilidade de montagem em canteiros de obras, a ligação flangeada se torna uma das principais ligações parafusadas existentes. Porém, no dimensionamento existente em prescrições de norma da ligação flangeada o efeito da flexão não é considerado. Cabendo a esta dissertação o objetivo de estudar a influência da flexão na ligação, numericamente (utilizando o Método de Elementos Finitos via software ANSYS) e experimentalmente (por meio de um programa experimental desenvolvido no Laboratório de Estruturas do Departamento de Engenharia Civil da Escola de Minas da UFOP), utilizando os perfis comerciais disponíveis no mercado. Para a consideração da flexão foi variado o centro de aplicação da carga de tração, partindo do centro geométrico dos tubos, conforme a excentricidade de projeto; a excentricidade de projeto foi variada de zero até vinte e quatro por cento do diâmetro externo dos tubos. Com isso foi possível estudar a flexão das flanges e o efeito alavanca gerado. Os estudos propiciaram também a validação do procedimento experimental, sendo que o modelo numérico desenvolvido apresentou boa correlação com os resultados experimentais encontrados neste trabalho e também de outros pesquisadores, levando a um modelo numérico-experimental com uma boa representatividade quando considerada a flexão na ligação.Item Estudo teórico-experimental de sistemas de armazenagem industrial tipo Drive-in.(2003) Campos, Simone Rodrigues; Sarmanho, Arlene Maria Cunha; Freitas, Marcílio Sousa da RochaNeste trabalho apresenta-se um estudo do comportamento de sistemas de armazenagem industrial do tipo Drive-in. Apesar de ser uma estrutura composta de perfis formados a frio, o seu projeto não pode ser baseado nas normas tradicionais de dimensionamento. Isto porque os sistemas de armazenagem industrial possuem como característica própria perfurações ao longo dos perfis que compõem as colunas e que são utilizados para facilitar o encaixe das vigas. Para o presente estudo foram utilizadas as prescrições de norma do RMI - Rack Manufacturers Institute com algumas modificações para abranger o sistema Drive-in Por ser uma estrutura esbelta e composta por perfis formados a frio, a estabilidade do sistema Drive-in é importante, sendo interessante conhecer a rigidez real das ligações. Neste trabalho foi avaliada experimentalmente a rigidez da ligação colunaplaca de base, enquanto os valores de rigidez das demais ligações foram obtidos em estudos anteriores. As análises foram feitas através de um software em elementos finitos, em que a estrutura foi modelada com elementos de viga e elementos de mola. Estudou-se o tipo de análise que melhor representa o comportamento da estrutura: linear ou não linear, bidimensional ou tridimensional; avaliou-se a perda de influência do plano de contraventamento dos fundos nas colunas frontais; validou-se a obtenção da área efetiva da coluna através da tensão nominal segundo a NBR-14672; estudou-se a importância da consideração dos dados experimentais no comportamento global da estrutura, aplicaram-se forças horizontais como forma de representar a estrutura fora do prumo e foram feitas algumas considerações sobre a determinação da carga crítica da coluna. Essas análises têm como objetivo conhecer o comportamento e propor recomendações para projeto de sistemas do tipo Drive-in.Item Análise teórico-experimental de ligações parafusadas viga-pilar em perfis formados a frio.(2003) Morais, Cassius Soares; Sarmanho, Arlene Maria Cunha; Ribeiro, Luiz Fernando LoureiroNeste presente trabalho são apresentados estudos teórico-experimentais para avaliar o comportamento de ligações viga-coluna parafusadas utilizando seções transversais em perfis formados a frio de duas edificações pertencentes ao projeto vencedor do 2o Prêmio Arquitetura em Aço, patrocinado pela USIMINAS, Projeto USIHAB. Este contém um projeto de dois pavimentos (Projeto 01) e um de quatro pavimentos (Projeto 02). Foram realizadas análises estruturais e dimensionamentos de ambos os projetos. Em seguida, determinou-se um protótipo de ensaio (P01) formado por um conjunto viga-coluna de seção transversal tipo caixa mais representativo do Projeto 02 para o qual foi projetada uma ligação parafusada. Para esta ligação realizou-se o teste experimental e verificou-se que esse protótipo apresentava um modo de colapso bastante frágil, então fez-se novas análises que originou uma nova configuração para a ligação, Protótipo P01B. Os resultados desse teste não se apresentaram satisfatórios, pois para tal solução a ligação teria um peso em aço representativo do peso total da estrutura inviabilizando a sua execução. Como para os protótipos referentes ao Projeto 02 não se obteve resultados satisfatórios, foi permitida uma flexibilização no Projeto 01 que passou pela mudança na arquitetura e alterações da seção transversal dos pilares para perfis de seção transversal tipo “I enrijecido” formado por dois perfis cartola. Para as análises de ligações do Projeto 01, onde em sua concepção são utilizados pilares “I enrijecidos” e vigas tipo caixa, obteve-se melhores resultados. Foram realizados oito testes experimentais com três tipos de protótipos e, assim, obteve-se a curva momento-rotação e a rigidez da ligação, os momentos últimos, os modos de colapso, os campos de deslocamento e de deformação de cada ligação. Em seguida fez-se uma segunda análise para o Projeto 01 utilizando as rigidezes das ligações obtidas nos testes experimentais e observou-se um aumento de 6,0 % na taxa (kg/m2) da estrutura nessa segunda análise em relação à primeira que não implicará necessariamente em gastos maiores para a edificação em função da utilização das ligações parafusadas.Item Estudo de ligações parafusadas em perfis formados a frio.(2006) Silva, Alexandre Camillo da; Sarmanho, Arlene Maria CunhaAs ligações estruturais desempenham um papel fundamental nas estruturas metálicas influindo no comportamento global das mesmas. Neste contexto, o presente trabalho apresenta estudos teórico-experimentais para a avaliação do comportamento de uma tipologia, não padronizada, de ligação viga-coluna parafusada, utilizando seções transversais em perfis de aço formados a frio. Os estudos deram continuidade às pesquisas anteriormente desenvolvidas no Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil – PROPEC/EM/UFOP. Foi desenvolvido um programa experimental que consistiu na realização de quatro ensaios em quatro diferentes configurações de ligações viga-coluna, agrupadas em dois grupos: sem enrijecedores (SE) e com enrijecedores (CE) de alma soldados nos flanges da coluna, estabelecendo assim parâmetros de comparação; diferiram também as espessuras das vigas. Os resultados experimentais permitiram determinar as curvas momento-rotação e rigidezes, bem como os momentos últimos, os campos de deslocamento e deformação e os respectivos mecanismos de colapso de cada ligação ensaiada. Os resultados foram então confrontados com os resultados de pesquisas anteriores e mencionadas características particulares a cada modelo ensaiado. Como resultado, verificou-se que as ligações com enrijecedores de alma na coluna, têm o mecanismo de colapso alterado e, por conseqüência, suas resistências e rigidezes aumentadas.Item Análise teórico-experimental de ligações tubulares tipo luva.(Programa de Pós Graduação em Engenharia Civil. Departamento de Engenharia Civil, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto., 2012) Silva, Janaína Maria da Silva; Sarmanho, Arlene Maria CunhaOs perfis tubulares possuem propriedades geométricas que possibilitam a elaboração das mais variadas obras com soluções modernas, arrojadas e econômicas. Uma das aplicações possíveis é em sistemas treliçados de cobertura atendendo a padronização, rapidez de montagem e alto grau de industrialização. Visando contribuir para o alcance desses objetivos, este trabalho apresenta um estudo teórico e experimental de um novo tipo de ligação denominada “luva”. Essa ligação é composta por dois tubos ligados internamente a partir de um terceiro tubo de diâmetro menor. Trata-se de uma ligação com parafusos passantes e dispostos em linha. A luva propicia uma fácil junção entre os elementos da seção tubular circular e facilita a montagem da estrutura. A ligação proposta foi testada em laboratório sob carregamento de tração, o que possibilitou a identificação de alguns modos de falha, capacidade resistente e deslocamentos. Os parâmetros considerados para investigação foram: diâmetro dos tubos, espessura e número de parafusos. A partir da análise dos resultados experimentais e teóricos, observou-se a necessidade da consideração de um estado limite adicional de flexão no parafuso para a qual é proposta uma metodologia de cálculo. Os bons resultados obtidos demonstraram a viabilidade da utilização desse novo tipo de ligação.Item Análise teórica-experimental de ligações tipo “t”, “k” e “kt” com perfis metálicos tubulares.(Programa de Pós Graduação em Engenharia Civil. Departamento de Engenharia Civil, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto., 2008) Mendes, Francisco Canazart; Sarmanho, Arlene Maria CunhaNeste trabalho é apresentado um estudo de ligações soldadas do tipo “T”, “K” e “KT” com “gap”, formadas por perfis tubulares estruturais de aço sem costura, com seção transversal retangular no banzo e circular no montante e diagonais. Para análise das ligações foram realizados ensaios experimentais em protótipos em escala real, além de análise numérica dos nós e ensaio para levantamento das tensões residuais no perfil retangular do banzo. Desta forma, este trabalho envolve estudo teórico a partir de prescrições de norma, estudo de sistema treliçado para determinação da geometria das ligações do tipo “T”, “K” e “KT” que foram ensaiadas no Laboratório de Estruturas “Prof. Altamiro Tibiriçá Dias” do Departamento de Engenharia Civil da Escola de Minas da Universidade Federal de Ouro Preto, além de ensaio para determinação da distribuição de tensões residuais no tubo retangular conformado a frio componente do banzo e por fim a geração, análise e calibração, a partir dos resultados obtidos nos ensaios experimentais, de modelos numéricos em elementos finitos por meio do software ANSYS, de forma que tivéssemos um modelo que representasse bem as ligações ensaiadas experimentalmente.