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 numérica de ligações em sistemas de armazenagem industrial.(2019) Escanio, Lucas Alves; Sarmanho, Arlene Maria Cunha; Alves, Vinicius Nicchio; Sarmanho, Arlene Maria Cunha; Alves, Vinicius Nicchio; Souza, Flávio Teixeira de; Cury, Alexandre AbrahãoSistemas de armazenagem tipo porta-pallets são utilizados em edificações industriais, armazéns e supermercados para a armazenagem de diferentes tipos de produtos. Estas estruturas são compostas geralmente por perfis de aço formados a frio, sendo suas colunas formadas por seções com perfurações ao longo de seu comprimento para possibilitar o encaixe das ligações. Esta conexão entre a coluna e o pilar se dá, geralmente, por ligações sem parafusos ou solda. Devido aos diferentes tipos de geometria das vigas e dos conectores, o desenvolvimento de modelos teóricos generalizados se torna inviável. Na busca de maior entendimento sobre essa ligação, neste trabalho foram analisadas as conexões em sistema de armazenagem tipo portapallets através do seu comportamento e rigidez. Para realizar o estudo da ligação, foi desenvolvido um modelo numérico. Para atestar que o modelo era compatível, com o comportamento real, os resultados numéricos foram comparados com resultados experimentais de ensaios realizados anteriormente no Laboratório de Estruturas “Prof. Altamiro Tibiriçá Dias” seguindo os procedimentos do RMI (2012) e EN15512 (2009). O estudo numérico foi realizado via software que utiliza elementos finitos (ANSYS). Os modelos apresentaram boa correlação com os dados dos experimentos. Foi possível observar que o modelo perde sua linearidade quando toda a seção da dobra do segundo dente do conector se encontra totalmente plastificada e que todos os mecanismos de falha e de colapso ocorrem exclusivamente no conector de extremidade. No modelo numérico calibrado, foi realizado uma análise paramétrica. Realizando uma análise do comportamento do modelo foi possível identificar a contribuição de cada dente na rigidez da ligação, e que impedindo que estes sejam solicitados de forma independente, ocorre um aumento significativo na rigidez da ligação.Item 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 deEste 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.Item Análise de sistemas treliçados com barras de extremidades achatadas enrijecidas.(2016) Mazon, Ana Amélia Oliveira; Sarmanho, Arlene Maria Cunha; Sarmanho, Arlene Maria Cunha; Requena, João Alberto Venegas; Lima, Luciano Rodrigues Ornelas de; Batista, Eduardo de Miranda; Souza, Flávio Teixeira deEste trabalho apresenta estudos numéricos, experimentais e teóricos do comportamento de uma treliça tubular plana em que o sistema de ligação utiliza chapas de ligação soldadas aos banzos, na qual as diagonais possuem extremidades achatadas. Propõe-se um achatamento diferenciado que é caracterizado por uma geometria não plana, com a criação de enrijecedores nos bordos laterais das extremidades achatadas, chamado no presente trabalho de achatamento enrijecido. A análise numérica via elementos finitos foi desenvolvida em duas etapas por meio do software ANSYS. Inicialmente foi realizado um estudo numérico do nó de ligação, que direcionou a modelagem da treliça plana, definindo-se assim a geometria do protótipo experimental. O programa experimental foi composto pelos ensaios de duas treliças planas idênticas. Os dois ensaios indicaram a falha estrutural por flambagem das diagonais comprimidas mais solicitadas. Obteve-se boa correlação entre os resultados numéricos e experimentais, comprovando a eficiência do modelo numérico para representar o comportamento real da treliça. Os resultados numéricos e experimentais foram então comparados a resultados teóricos, considerando-se a análise do efeito da excentricidade da carga de compressão axial aplicada na diagonal com extremidades achatadas enrijecidas. A boa correlação entre os resultados obtidos possibilitou uma adequação na formulação existente para o dimensionamento de barras comprimidas, observando-se uma redução de 60% na resistência à compressão da diagonal com extremidades achatadas enrijecidas estudada. Apesar da redução da capacidade resistente observada, deve-se tirar partido das vantagens oferecidas pelo sistema de ligação que envolve diagonais tubulares com o achatamento enrijecido proposto, como a redução de custos com fabricação e transporte e montagem prática e rápida.Item Análise de ligações tipo luva sob compressão.(2019) Oliveira, Matheus Miranda de; Sarmanho, Arlene Maria Cunha; Amparo, Lucas Roquete; Sarmanho, Arlene Maria Cunha; Amparo, Lucas Roquete; Carvalho, Hermes; Alves, Vinicius NicchioA utilização de perfis tubulares de aço na construção metálica é difundida como uma alternativa aos tradicionais perfis abertos e em algumas aplicações é a mais viável. Nesse contexto, tem-se buscado facilitar a execução, montagem e manutenção, bem como reduzir custos e melhorar o design das estruturas. Assim, esse trabalho apresenta estudos sobre um novo tipo de emenda entre perfis tubulares de seção circular aplicado a sistemas treliçados, a ligação tipo luva. A ligação explorando a eficiência quanto a resistência a tração e compressão dos perfis tubulares, bem como seu apelo estético. A ligação luva é composta por dois tubos de seção circular ligados por parafusos passantes a um terceiro tubo interno e também de seção circular e com menor diâmetro. A ligação permite uma harmonia na continuidade do perfil, tornandose uma ligação que induz esteticamente a uma continuidade das barras ligadas na estrutura real. Algumas pesquisas anteriores avaliaram a ligação luva com parafusos passantes e com a furação alinhada e cruzada sob força axial de tração. Neste trabalho avaliou-se o comportamento da ligação luva sob compressão. Foi desenvolvido um modelo numérico em elementos finitos utilizando o programa computacional ANSYS, permitindo a análise numérica com variações de diversas características geométricas da ligação. As análises numéricas/paramétricas propiciaram a identificação dos possíveis modos de falha da ligação, sendo eles: escoamento da seção bruta, flexão nos parafusos, cisalhamento do parafuso e ovalização dos furos. Além disso, pôde-se estudar parâmetros geométricos limites para o dimensionamento e utilização da luva sob compressão. Ao final foi possível propor e avaliar formulações existentes para a determinação da capacidade resistente da ligação atestando sua eficiência e aplicabilidade.Item Análise paramétrica de ligações tipo “T” compostas por perfis tubulares de paredes esbeltas.(2018) Pereira, Daniel José Rocha; Sarmanho, Arlene Maria Cunha; Nunes, Gabriel Vieira; Lima, Luciano Rodrigues Ornelas de; Sarmanho, Arlene Maria CunhaPerfis tubulares de aço são muito utilizados na construção civil, podendo compor estruturas que oferecem grande resistência. Apesar das vantagens geométricas que tais perfis possuem, as prescrições de norma internacionais e nacionais não preveem a utilização de ligações entre perfis tubulares de maior esbeltez. Na busca de maior entendimento sobre esses perfis, neste trabalho foram analisados perfis tubulares com alta esbeltez por meio do comportamento de ligações do tipo “T” compostas por banzos de paredes esbeltas e montantes submetidos a carregamento axial de compressão. O estudo da ligação foi feito através de análise experimental e numérica, além da comparação com o que é atualmente previsto pelas prescrições normativas. Foram realizados três ensaios, com protótipos contendo diferentes tamanhos de cordão de solda para possibilitar a avaliação da influência da mesma no comportamento da ligação. Os ensaios foram realizados no Laboratório de Estruturas “Prof. Altamiro Tibiriçá Dias”, em uma prensa servo-hidráulica com controle de deslocamentos, sendo observado nos resultados, a influência do tamanho de cordão de solda na capacidade resistente da ligação. O estudo numérico foi feito via software comercial que utiliza elementos finitos (ANSYS), sendo seus resultados comparados aos experimentais. Os modelos apresentaram boa correlação com os dados dos experimentos, possibilitando a confiabilidade para desenvolvimento de uma análise paramétrica. No estudo paramétrico, através da variação do diâmetro do montante e da espessura do banzo, pôde-se observar que perfis com menores espessuras apresentaram maior dispersão de resultados em relação às equações teóricas, e que o critério de servicibilidade era dominante nesses casos.Item Estratégias projetuais associadas ao desenvolvimento sustentável para construções de pequeno porte estruturadas em aço.(2016) Sousa, Luara Corrêa; Souza, Henor Artur de; Sarmanho, Arlene Maria Cunha; Silveira, Marcela da Rocha; Nunes, Eliana Ferreira; Sarmanho, Arlene Maria Cunha; Souza, Henor Artur deA construção civil é uma das áreas mais impactantes no meio ambiente, principalmente devido aos materiais e práticas utilizadas, como materiais que geram grande volume de resíduos nas obras, bem como questões culturais de pouco ou nenhum reaproveitamento destes. O setor contribui fortemente para a degradação ambiental e com a crescente aplicação da estrutura metálica nas construções enxerga-se um nicho de disseminação da sustentabilidade, já que o material representa um novo modo de construir e o desenvolvimento de novas tecnologias que levem mais em consideração o impacto ambiental. Ao se aplicar os conceitos de sustentabilidade às construções de pequeno porte torna-se possível aproximar a sustentabilidade ao alcance de uma parcela maior de pessoas, de forma que com o passar do tempo as questões ambientais sejam parte essencial dos processos de projeto em geral e não somente de grandes empreendimentos ou construções isoladas. Associar estratégias de sustentabilidade ao uso da estrutura metálica nas construções de pequeno porte é um avanço em relação ao modo de pensar a arquitetura e a vivência dos espaços, bem como a relação do usuário com as questões econômicas, ecológicas e sociais envolvidas no processo construtivo. Em um primeiro momento é realizada uma pesquisa bibliográfica e investigação teórica e documental relacionada à estrutura metálica, processo de projeto e sustentabilidade. Posteriormente são feitos estudos de caso com pesquisa de campo junto a escritórios sobre o processo de projeto, em especial de construções de pequeno porte estruturadas em aço com envolvimento de aspectos da sustentabilidade. Por fim são propostas estratégias projetuais que englobam as questões abordadas e que contribuem para difundir o uso da estrutura metálica nas construções de pequeno porte, para a minimização de danos ecológicos e sociais e criam maiores subsídios teóricos aos profissionais da área.Item Estudo da viabilidade do método da resistência direta em perfis U enrijecidos formados a frio com perfurações.(2018) Jardim Júnior, Fausto; Souza, Flávio Teixeira de; Sarmanho, Arlene Maria Cunha; Souza, Flávio Teixeira de; Sarmanho, Arlene Maria Cunha; Alves, Vinicius Nicchio; Russo, Mário Luís CabelloOs perfis formados a frio são largamente utilizados na construção civil devido sua versatilidade, leveza e resistência. Muitas vezes, para atender a passagem de dutos e soluções estruturais como as ligações dos sistemas de armazenagem industrial, os perfis formados a frio são perfurados. As literaturas normativas atuais não consideram a influência das perfurações na capacidade resistente e no comportamento de perfis formados a frio com perfurações, e a pesquisa sobre o tema ainda é inicial. Em vista disso, é de suma importância estudos e pesquisas que visam consolidar uma base para o dimensionamento de perfis formados a frio com perfurações. O objetivo deste trabalho é a avaliação de extensões de procedimentos normativos para a determinação da força axial resistente de perfis formados a frio de seção U enrijecido, com furos, sob compressão centrada, no âmbito da flambagem distorcional. Foram avaliadas propostas de adaptação do Método da Resistência Direta, previsto em anexo na NBR 14762:2010. Tais avaliações foram feitas realizando estudos numéricos por meio do Método dos Elementos Finitos, com a utilização do programa ANSYS. Inicialmente foi criado um modelo numérico para obter a resistência do perfil U enrijecido, sobre compressão, sem perfurações. Os resultados foram comparados com às prescrições normativas segundo o Método da Resistência Direta para garantir a validade do modelo numérico. Posteriormente, foram introduzidas perfurações no modelo numérico e avaliados os procedimentos de adaptações do Método de Resistência Direta para perfis com furos. Foram avaliados procedimentos propostos por outros pesquisadores, e um procedimento proposto neste trabalho. Os resultados indicaram a viabilidade da adaptação do Método de Resistência Direta para considerar a presença de furos no dimensionamento de perfis formados a frio.Item Análise da flambagem local da alma em longarinas no sistema misto aço e concreto de pontes rodoviárias.(2018) Mendes, Thales José; Paula, Geraldo Donizetti de; Ribas, Rovadávia Aline de Jesus; Paula, Geraldo Donizetti de; Ribas, Rovadávia Aline de Jesus; Souza, Flávio Teixeira de; Oliveira, Cláudio Ernani MartinsAs estruturas mistas aço e concreto agregam dois materiais distintos, utilizando o melhor de suas resistências nas longarinas de pontes rodoviárias. O estudo apurado da flambagem local da alma nos perfis de aço com alma esbelta busca um dimensionamento econômico. Nesse contexto, o objetivo desse trabalho é analisar a flambagem local da alma em longarinas constituídas por perfis I soldados sob lajes de concreto, de uma ponte rodoviária. A norma AASHTO é base para a análise numérica de um modelo de ponte, que é verificada pelo Método dos Elementos Finitos por meio do software Structural Analysis Programs (STRAP), resultando em um estudo da flambagem local da alma de grande confiabilidade. Aplicando-se enrijecedores nos perfis de alma esbelta, tem-se que o peso da longarina mostra-se 20 % menor do que os perfis de aço com alma não esbelta e isento de enrijecedores.Item Análise da influência da variação de perfurações no comportamento e capacidade de carga de perfis formados a frio de seção tipo rack.(2017) Neiva, Luiz Henrique de Almeida; Sarmanho, Arlene Maria Cunha; Sarmanho, Arlene Maria Cunha; Souza, Flávio Teixeira de; Lima, Luciano Rodrigues Ornelas deOs perfis formados a frio (PFF), em função de sua versatilidade, economia e leveza, tem cada vez mais sido utilizados na construção metálica. A trabalhabilidade encontrada nos perfis de paredes finas permite uma grande variedade de seções transversais e aplicações. Um desses usos se dá nos sistemas de armazenagem, os racks, nos quais os PFF são empregados na maioria dos elementos, inclusive nas colunas. Tais colunas apresentam perfurações ao longo do comprimento, visando facilitar a montagem do sistema como um todo. Estudos a respeito da influência dessas perfurações no comportamento e resistência das colunas são relativamente recentes. Portanto, é necessário avaliar os modos de instabilidade usuais em seções de PFF com perfurações e a carga máxima dos elementos. Além disso, dificilmente o carregamento nas colunas do tipo rack é de forma centrada, considerando o arranjo dos sistemas de armazenagem. O carregamento excêntrico afeta a capacidade máxima, bem como o modo de falha dos perfis formados a frio. O objetivo deste trabalho é contribuir para o entendimento da influência das perfurações e da excentricidade nas colunas, bem como avaliar a ocorrência de modos de flambagem, local e distorcional, considerando o carregamento centrado e excêntrico. Os estudos foram realizados por meio do Método dos Elementos Finitos, com a utilização do programa ANSYS. Foi realizado estudo considerando perfurações ao longo do comprimento das colunas, sendo avaliada a influência do tamanho e da inclinação dos furos, bem como a variação da largura da alma, na carga de flambagem e na carga máxima desse elemento. No estudo citado foi considerada a coluna com carregamento centrado e com os resultados foi avaliada a influência da excentricidade para o arranjo de furos inclinados. Ao final é proposta uma formulação para avaliação da capacidade resistente para o modo local e distorcional utilizando o Método da Resistência Direta que é previsto em diversas prescrições normativas.Item Análise da aplicação do Método da Seção Efetiva em colunas tipo rack com perfurações.(2017) Theodoro, Dário Lúcio Vale; Sarmanho, Arlene Maria Cunha; Souza, Flávio Teixeira de; Sarmanho, Arlene Maria Cunha; Alves, Vinicius Nicchio; Mazon, Ana Amélia OliveiraOs perfis formados a frio com perfurações são bastante empregados na construção civil e em sistemas de armazenagem. As perfurações são necessárias para a montagem das estruturas ou para criar caminho para instalações. As seções estão sujeitas aos modos de flambagem local, distorcional e global. Um estudo paramétrico foi realizado, analisando o comportamento das colunas com perfurações ao longo do comprimento, submetidas à compressão centrada, restrita ao modo local de instabilidade, em seções compostas por placas esbeltas e colunas curtas. Os resultados numéricos foram obtidos usando o Método dos Elementos Finitos, com a utilização do programa (ANSYS, 2011). Analisou-se a aplicação do Método da Seção Efetiva (ABNT NBR 14762, 2010), considerando o efeito das perfurações, o valor do coeficiente de flambagem local foi reduzido em relação à seção completa em função das características geométricas dos furos. Para a aplicação deste método em colunas perfuradas, foi necessário fazer a verificação da área efetiva. Para isso foram propostas três equações e foi analisado o intervalo de aplicação em função da altura dos furos. Essas equações consideram o efeito do modo localizado de placas. Os resultados das três equações foram comparados com os resultados obtidos com o Método dos Elementos Finitos. Os valores calculados pelo Método da Seção Efetiva resultou em valores próximos comparados com os resultados numéricos, em seções perfuradas submetidas à compressão centrada, analisando o modo local de instabilidade.