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 Mapeamento de linguagem e técnicas de representação gráfica em projetos de estruturas metálicas.(2018) Barbosa, Rafael de Mattos; Arcipreste, Cláudia Maria; Paula, Geraldo Donizetti de; Arcipreste, Cláudia Maria; Paula, Geraldo Donizetti de; Mazon, Ana Amélia Oliveira; Ribas, Rovadávia Aline de JesusOs desenhos estruturais de construções metálicas apresentam características particulares e sua qualidade está diretamente ligada à qualificação e experiência dos profissionais envolvidos. Os documentos gerados durante o processo de desenvolvimento do projeto devem fornecer informações suficientes para alimentar as várias etapas do empreendimento e essas informações devem estar completas e com linguagem adequada para possibilitar o bom entendimento por parte dos envolvidos. As normas brasileiras regulamentadoras para a disciplina de estruturas metálicas tratam de maneira superficial a representação gráfica em desenhos estruturais e, por muitas vezes, os projetos são elaborados com informações insuficientes e desorganizadas, o que gera retrabalho e prejuízo para empresas do setor. A inexistência de uma norma mais completa ou manual para o assunto força a dependência de uma herança profissional, na qual a transmissão de conhecimentos se dá a partir da experiência prática de profissionais da área. Este trabalho apresenta um estudo relativo à representação e elaboração de desenhos técnicos voltados para estruturas metálicas e propõe uma investigação, por meio de uma análise documental, para mapear as principais informações e critérios comumente adotados por projetistas e desenhistas na elaboração de desenhos e, por fim, tomando como base os dados identificados em documentos disponibilizados por empresas projetistas do setor, são elaborados checkclists para auxiliar o desenvolvimento e verificação de desenhos da especialidade.Item Análise de painéis contraventados de sistemas de armazenagem industriais.(2018) Elias, Guilherme Cássio; Sarmanho, Arlene Maria Cunha; Souza, Flávio Teixeira de; Alves, Vinicius Nicchio; Silva, Andre Tenchini da; Sarmanho, Arlene Maria CunhaOs sistemas de armazenagem industrial, conhecidos também como racks, são estruturas utilizadas para armazenar produtos manufaturados. São fabricados em perfis formados a frio com chapas finas, que em função da versatilidade, economia e leveza são adequados à fabricação dos elementos que compõem os sistemas. No sistema de armazenagem a estabilidade do conjunto no plano transversal está associada a painéis contraventados. O objetivo deste trabalho é a realização de análises teóricas e experimentais dos painéis contraventados de sistemas de armazenagem, constituídos por colunas formadas por perfis formados a frio cuja seção transversal é do tipo rack. Foi avaliada a influência dos contraventamentos nos painéis quando comparados às colunas isoladas, ou seja, sem os contraventamentos. Foram analisados 198 ensaios experimentais, dentre painéis contraventados e colunas isoladas, realizados no Laboratório de Estruturas Prof. Altamiro Tibiriçá Dias (DECIV/EM/UFOP) e as cargas últimas experimentais obtidas foram comparadas entre as seções transversais e comprimentos considerados. Além da capacidade de carga, foram analisados também os deslocamentos relacionados aos modos de flambagem observados nos protótipos, pois devido à elevada esbeltez característica dos perfis formados a frio, estes ficam sujeitos aos fenômenos de instabilidade local, global e distorcional, assim como o acoplamento entre os modos. A análise teórica das colunas foi realizada considerando adaptações de prescrições normativas e os valores encontrados de capacidade de carga foram comparados com os resultados experimentais. Da análise dos deslocamentos e cargas últimas experimentais, observou-se que o comprimento total da coluna e o comprimento destravado dado pela posição dos contraventamentos são fatores que influenciam diretamente nos modos de flambagem. Além disso, a análise teórica considerando adaptações normativas ressaltou a necessidade de novas curvas de flambagem que considerem as perfurações nas seções transversais das colunas, a forma da seção transversal (tipo rack) e o acoplamento entre os modos de flambagem, e o mesmo para os painéis contraventados, cuja fixação dos contraventamentos não é levada em consideração nos projetos.Item Análise de placas com restrições de contato.(1998) Dias, Andréa Regina; Silveira, Ricardo Azoubel da MotaExistem muitos casos onde a inclusão de restrições bilaterais e unilaterais na análise de equilíbrio de elementos estruturais é inevitável. Tais restrições podem alterar substancialmente o comportamento da estrutura. Isto é, em particular, verdadeiro na análise de alguns tipos de fundações, trilhos de ferrovias, na análise de estruturas formadas por compósitos laminados (problemas de delaminação), entre outros. O objetivo deste trabalho é, então, desenvolver uma metodologia numérica para análise de placas com restrições bilaterais e unilaterais de contato que são impostas por bases elásticas. Nos problemas de contato unilateral, a base elástica oferece reação apenas quando comprimida e, no caso de contato bilateral, a base oferece reação, também, quando tracionada. Desprezam-se, nas formulações, os efeitos decorrentes das forças de atrito entre a placa e a base elástica. O método dos elementos finitos é usado para discretizar a placa e a base elástica e o problema de contato unilateral é tratado diretamente como um problema de minimização, envolvendo apenas as variáveis originais sujeitas a restrições de desigualdade. A partir daí, o problema de complementaridade linear resultante é resolvido utilizando-se o algoritmo de Lemke. A eficiência das formulações numéricas propostas são verificadas através de exemplos apresentados no final do trabalho.Item Análise de estruturas reticuladas espaciais com barras de seções variáveis.(2015) Pereira, Renato Antônio Tavares; Araújo, Francisco Célio deNeste trabalho, apresenta-se uma formulação para a análise de pórticos espaciais (3D) capaz de modelar elementos de barra com seções transversais contendo formas geométricas arbitrárias, variando genericamente ao longo do elemento. Particularmente para a determinação da rigidez torcional e da função de empenamento da seção transversal, obtidas segundo Saint-Venant (equação de Laplace), aplica-se o Método dos Elementos de Contorno (MEC). Além disso, considerando o teorema de Green, as demais propriedades geométricas das seções (área, momentos de inércia, fator de forma ao cisalhamento, etc.) são expressas em termos de integrais de contorno, e desse modo, a malha de elementos de contorno considerada para a resolução do problema de torção é usada para o cálculo dessas propriedades. Nota-se que para o cálculo automático do fator de forma ao cisalhamento, adota-se uma discretização da seção em faixas de cálculo ao longo das direções principais, sendo, nesse processo, a avaliação de momentos estáticos pertinentes também calculados via integrais de contorno. Posteriormente, essas estratégias são incorporadas a uma formulação própria para o cálculo numérico da matriz de rigidez de elemento do Método dos Deslocamentos (da Rigidez Direta) nos casos em que essas propriedades variem genericamente ao longo do eixo, e um programa computacional para a análise de pórticos espaciais é desenvolvido. Além de validar os resultados, as comparações com pacote comercial SAP2000, e com diversos problemas encontrados na literatura são realizadas.Item Sistema de cobertura com pórticos de estabilização bidirecionais em perfis metálicos de seção circular com costura para construção residencial industrializada.(Programa de Pós Graduação em Engenharia Civil. Departamento de Engenharia Civil, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto., 2011) Silva, Cristina Evangelista; Souza, Henor Artur deCom o desenvolvimento tecnológico ocorrido em todas as áreas do conhecimento, nas últimas décadas, a indústria da construção civil obteve um grande impulso. Neste cenário, o arquiteto tem à sua disposição uma gama enorme de possibilidades no contexto arquitetônico, juntamente com o alto grau de complexidade atribuído às atividades inerentes ao seu trabalho, em todas as etapas do processo. A arquitetura passou a ser uma ciência extremamente precisa e baseada em aplicações coordenadas dos mais variados campos do conhecimento. A precisão nos projetos e na execução das obras tornou-se característica fundamental para se obter sucesso na utilização da construção industrializada, bem como a racionalização nos processos de planejamento com o emprego da coordenação modular no projeto arquitetônico. Este trabalho apresenta-se uma visão geral da construção industrializada, com ênfase nos perfis tubulares de seção circular, propondo-se um modelo arquitetônico e estrutural com o uso de pórticos de estabilização bidirecionais com perfis metálicos de seção circular com costura e materiais industrializados como solução para construção residencial e a verificação de sua viabilidade de utilização. Esse sistema é mais eficiente que os convencionais, uma vez que o sistema de cobertura dos pórticos resulta numa só estrutura que une paredes e cobertura. Os pórticos de estabilização bidirecionais são os principais elementos estruturais da construção e consistem em pórticos espaciais que proporcionam estabilidade em duas direções perpendiculares quando submetidos a ações horizontais, apresentando maior resistência a ações como: fortes ventos e até mesmo a abalos sísmicos. A análise estrutural é realizada com o Método dos Elementos Finitos, utilizando o software ANSYS. Por meio de estudo numérico foi possível verificar o comportamento da estrutura de acordo com o carregamento aplicado e a sua viabilidade de utilização, obtendo-se assim uma análise mais próxima da realidade. Analisou-se também a viabilidade do sistema estrutural proposto estudando ligações e fechamentos adequados quanto ao conforto térmico, acústico e estanqueidade, além de compará-lo com outros modelos estruturados em aço encontrados no mercado.Item Análise não-linear de pórticos tridimensionais formados por elementos mistos de aço e concreto.(Programa de Pós Graduação em Engenharia Civil. Departamento de Engenharia Civil, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto., 2007) Carvalho, José Maria Franco de; Sousa Junior, João Batista Marques deO objetivo desta dissertação é o desenvolvimento, implementação e teste de modelos tridimensionais para simulação de pórticos espaciais de aço, concreto e mistos, através do Método dos Elementos Finitos. As estruturas analisadas são os reticulados espaciais compostos por elementos estruturais mistos de aço e concreto. A não-linearidade física e geométrica é considerada na formulação dos elementos finitos e contemplam os efeitos de grandes rotações e deslocamentos de forma rigorosa. No nível da seção transversal, são utilizadas técnicas analíticas de integração de esforços e módulos materiais tangentes, em cada ponto de integração, caracterizando um modelo de inelasticidade distribuída. Os elementos estudados neste trabalho são os corrotacionais tridimensionais, adaptados para o emprego de não-linearidade física nos pontos de integração. Para a validação das formulações implementadas são feitas comparações com outras análises constantes da literatura, bem como com resultados experimentais disponíveis.Item Análise numérica paramétrica de ligações tipo “T”, “K” e “KT” compostas por perfis tubulares de seção retangular e circular.(Programa de Pós Graduação em Engenharia Civil. Departamento de Engenharia Civil, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto., 2012) Nunes, Gabriel Vieira; Sarmanho, Arlene Maria CunhaNeste trabalho é apresentado um estudo numérico de ligações soldadas do tipo “T”, “K” com afastamento e “KT” com afastamento, formadas por perfis tubulares estruturais de aço sem costura, com seção transversal retangular no banzo e circular no montante e nas diagonais. Foram desenvolvidos modelos numéricos sendo realizado um estudo de refinamento de malha e de condições de contorno visando a definição do modelo mais eficiente para as análises. Os modelos numéricos foram calibrados com resultados experimentais obtidos em estudos anteriores realizados no Laboratório de Estruturas “Prof. Altamiro Tibiriçá Dias” do Departamento de Engenharia Civil da Escola de Minas da Universidade Federal de Ouro Preto. Após a calibração foi feito um estudo paramétrico variando os parâmetros (relação entre o diâmetro do montante/diagonal e largura da face banzo conectado), 2 (relação entre a largura e a espessura da face do banzo). Também foi realizado um estudo da influência de carregamento no banzo. Os resultados dos modelos numéricos, obtidos pelo método da deformação limite, foram comparados com as prescrições mais recentes do CIDECT (Comité international pour le développement et l'etude de la construction tubulaire) e com o projeto da norma brasileira de tubos (PN:2011). No estudo numérico foi feito uma avaliação de refinamento de malha que possibilitou gerar modelos com número adequado de elementos e baixo custo computacional, e também foi avaliada a influência das condições de contorno nos resultados do modelo. Na calibração, os modelos numéricos tiveram uma ótima correlação quando comparados com os modelos experimentais, validando o estudo paramétrico das ligações. O modo de falha dominante para todos os modelos foi a plastificação da face superior do banzo. No geral houve boa correlação e mesmo comportamento dos modelos numéricos e as prescrições das normas estudadas tanto no estudo sem carga no banzo quanto no estudo com carga no banzo.Item Análise teórico-experimental de ligações metálicas soldadas entre coluna em perfil tubular circular e viga em perfil de seção transversal “I”.(Programa de Pós Graduação em Engenharia Civil. Departamento de Engenharia Civil, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto., 2011) Reis, Sylvia Letizia Ferrarezi; Sarmanho, Arlene Maria CunhaNeste trabalho é apresentado um estudo de ligações soldadas formadas por coluna tubular sem costura de seção transversal circular e viga em aço de seção transversal tipo “I”. Para este estudo foram desenvolvidas análise experimental, teórica e numérica das ligações. Os ensaios experimentais foram realizados em protótipos em escala real, com a geometria definida através de estudos de esbeltez, resistência e rigidez. Os ensaios experimentais foram realizados no Laboratório de Estruturas “Prof. Altamiro Tibiriçá Dias” do Departamento de Engenharia Civil da Escola de Minas da Universidade Federal de Ouro Preto. Os ensaios dos protótipos da ligação visaram a obtenção do comportamento momento-rotação, carga última e modo de colapso da ligação e a comparação destes com modelos teóricos e numéricos, o que permitiu a classificação da ligação quanto a sua rigidez. As análises teóricas foram realizadas a partir das prescrições de norma. A análise numérica em elementos finitos envolveu a geração e análise de modelos calibrados a partir dos resultados obtidos nos ensaios experimentais. O modelo numérico foi constituído de forma que representasse o comportamento e a capacidade de carga das ligações ensaiadas experimentalmente bem como a determinação de sua rigidez. As ligações ensaiadas apresentaram como modo de falha a plastificação da face da coluna. Os resultados obtidos experimentalmente mostraram boa convergência com os resultados numéricos e teóricos e sugestão de ajuste das prescrições é proposto.