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 paramétrica de ligações do tipo "T" com carga no banzo.(2020) Silva Neto, João Batista da; Sarmanho, Arlene Maria Cunha; Nunes, Gabriel Vieira; Sarmanho, Arlene Maria Cunha; Nunes, Gabriel Vieira; Alves, Vinicius Nicchio; Lima, Luciano Rodrigues Ornelas deAs diversas aplicabilidades do aço e seu grande uso tornaram este material economicamente e tecnicamente viável na indústria da construção civil. Dentre suas vantagens destaca-se a elevada resistência mecânica, a facilidade de montagem e a relação custo-benefício. Desta forma, neste trabalho, realizou-se um estudo sobre ligações tubulares do tipo “T”, muito presente em estruturas treliçadas de coberturas e passarelas. As ligações estudadas são formadas por uma combinação de um montante circular, sujeito a um carregamento de compressão, e um banzo retangular, carregado axialmente com esforços de tração ou compressão. Visando uma adequação das equações normativas de dimensionamento das ligações, realizou-se uma análise numérica paramétrica a partir da construção e validação de modelos tridimensionais desenvolvidos em um programa de elementos finitos. A partir de um conjunto de dados, curvas e superfícies de regressão permitiram a proposição de novas equações para o fator de redução de capacidade resistente das ligações devido à carga aplicada no banzo. Os valores da capacidade resistente obtidos numericamente foram comparados com os calculados por meio das equações analíticas recomendadas pelas atuais normas de projeto e também com as equações propostas. Na compressão percebeu-se uma divergência maior dos valores utilizando-se as equações normativas do que a equação proposta, enquanto que, na tração, não houve diferença significativa entre os resultados encontrados pelas equações. Além disso, para os modelos não contemplados pelas prescrições normativas, as equações propostas demonstraram boa correlação e pouca dispersão.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 Desempenho do concreto leve em seções mistas.(2017) Natalli, Juliana Fadini; Peixoto, Ricardo André Fiorotti; Sarmanho, Arlene Maria Cunha; Peixoto, Ricardo André Fiorotti; Sarmanho, Arlene Maria Cunha; Mazon, Ana Amélia Oliveira; Souza, Flávio Teixeira deOs sistemas mistos passaram a ser uma nova alternativa para a associação aço-concreto nas edificações desde o início do século XX. A combinação de perfis de aço preenchidos com concreto, compondo pilares, tornou-se uma forma de intensificar as vantagens dos dois materiais aliando utilidades técnicas e estruturais. No entanto, para que esses benefícios sejam verificados, é necessário que haja íntima interação aço-concreto de forma a garantir a transferência de esforços e a compatibilização de deformações. Dessa forma, este estudo analisa a aderência e o efeito de confinamento em seções mistas compostas por perfis tubulares de parede fina, preenchidos com três diferentes tipos de concreto: leve sem adição (utilizado como referência), leve com adição de expansor, e, leve com agente incorporador de ar. Para tanto, foram confeccionados 12 protótipos mistos, utilizando perfis finos de aço, com diâmetro externo de 100 mm e espessura de 2 mm, preenchidos com concretos leves executados com argila expandida nacional. Os modelos foram submetidos a uma investigação do comportamento de seus núcleos de preenchimento durante o período de cura, objetivando-se verificar o desempenho dos concretos quanto à expansão/contração durante o tempo especificado. Além disso, foram realizados testes de cisalhamento, análise morfológica por microscopia óptica nas interfaces das seções, ensaios de resistência à compressão com carga aplicada ao núcleo de concreto e à seção mista e caracterizações mecânicas dos concretos produzidos. A partir dos resultados, constatou-se que a variação dimensional gerada pelo concreto expansivo durante o seu período de endurecimento induz um efeito de confinamento nas paredes do tubo de aço, proporcionando melhora da adesão na interface e bom desempenho dos protótipos quando submetidos a cargas axiais. Quanto aos núcleos de concreto dosados com incorporador de ar, verificou-se que o seu menor módulo de elasticidade e suas irregularidades superficiais contribuíram para a manifestação da aderência mecânica, por atrito e para um elevado grau de confinamento.Item Análise teórica-experimental de ligações com perfis metálicos tubulares (retangulares e circulares) considerando o efeito do carregamento do banzo.(2017) Nunes, Gabriel Vieira; Sarmanho, Arlene Maria Cunha; Sarmanho, Arlene Maria Cunha; Gesualdo, Francisco Antônio Romero; Lima, Luciano Rodrigues Ornelas de; Mazon, Ana Amélia; Martins, Joel DonizeteEste trabalho apresenta um estudo experimental, teórico e numérico de ligações tubulares de sistemas treliçados do tipo “T” compostas por perfis tubulares retangulares no banzo e perfis tubulares circulares no montante. As análises foram realizadas considerando carregamento axial de compressão no montante e de tração ou compressão no banzo. Com o carregamento no banzo foi possível avaliar sua influência na capacidade resistente da ligação. Foram realizados 23 ensaios sendo divididos em três séries distintas segundo os parâmetros geométricos e 2. As séries contemplam ensaios com sete níveis diferentes de carregamento, sendo três níveis de carregamento de compressão, três de tração e sem carregamento no banzo. Os resultados experimentais indicaram a eficiência do aparato de ensaio desenvolvido e o modo de falha de plastificação no banzo (Modo A). O deslocamento relativo da face do banzo foi medido experimentalmente e seus valores utilizados para determinação da força resistente da ligação segundo o critério de deformação limite. Foi desenvolvido modelo numérico em elementos finitos utilizando o programa Ansys. O elemento utilizado foi de casca e os resultados foram comparados com os resultados experimentais. O modelo numérico foi calibrado com os testes experimentais para cada protótipo e diferentes condições de carregamento. Os resultados indicam uma boa correlação que permite o seu uso para determinar a resistência das ligações. Os resultados numéricos e experimentais foram comparados às prescrições da NBR 16239: 2013 e ISO 14346: 2013. Os resultados indicaram boa correlação quando não há carregamento no banzo. Por outro lado, com força de compressão ou tração, não houve boa correlação. Observou-se uma redução na resistência das ligações associada à compressão axial no banzo. No entanto, um aumento na resistência das ligações foi verificado para os testes em que carregamento de tração foi aplicado no banzo. Foram propostas novas equações para compressão e tração no banzo. Os resultados obtidos mostraram boa correlação das equações propostas quando comparadas com resultados experimentais e numéricos.Item Análise numérica de ligações tipo “T” com perfis tubulares de paredes esbeltas.(2017) Guerra, Messias Júnio Lopes; Sarmanho, Arlene Maria Cunha; Nunes, Gabriel Vieira; Pereira, Daniel José Rocha; Silva Neto, João Batista daNeste trabalho é apresentada uma análise teórica e numérica 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. Os estudos avaliam o comportamento, os modos de falha e a carga última da ligação. Foi analisada a influência dos parâmetros 2 (razão entre a largura e a espessura do banzo) e (razão entre o diâmetro do montante e a largura banzo). Os modelos numéricos em elementos finitos e os resultados foram comparados com as prescrições normativas recentes, utilizando o critério de deformação limite para determinação da carga última para o modo de falha de plastificação da parede superior do banzo.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 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 Proposta de sistema estrutural modular em perfis metálicos tubulares para galpões.(2003) Nuic, Laila; Souza, Henor Artur de; Araújo, Ernani Carlos deA necessidade de otimização dos serviços em todos os campos da indústria da construção civil, desde a administração do empreendimento até a montagem dos componentes na obra, faz com que se utilize cada vez mais a construção industrializada. Agregando a isso o interesse em viabilizar o uso de perfis tubulares em estruturas metálicas, principalmente em edificações comerciais, pela sua rapidez, limpeza de execução e eficiência estrutural, surge a necessidade de se adequar a metodologia de projeto e o emprego da coordenação modular a essa nova realidade. O presente trabalho tem como objetivo elaborar um modelo estrutural, a partir de um módulo-base, com utilização de perfis metálicos tubulares. A modulação é projetada para edificações destinadas a galpões multiuso sem utilização de ponte rolante. Para isso, analisa-se a eficiência estrutural dos elementos modulares, bem como o desempenho térmico de uma edificação com utilização do modelo estrutural proposto. A análise estrutural é feita através de vários modelos empregando-se maneiras diferenciadas de agrupamento dos módulos estruturais. O módulo-base desenvolve-se em arco espacial gerando uma estrutura bastante estável, onde são explorados a curvatura e o cruzamento da estrutura. Os projetos estrutural e arquitetônico desenvolvidos neste trabalho apresentaram características que resultaram nas seguintes vantagens: ganho de espaço interno; eficiência da estabilidade estrutural; facilidade de execução; simplicidade estrutural com redução no número de ligações; formato geométrico favorável à distribuição das ações do vento.Item Análise experimental de treliças mistas com perfis tubulares.(Programa de Pós Graduação em Engenharia Civil. Departamento de Engenharia Civil, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto., 2011) Pereira Junior, Sineval Esteves; Sarmanho, Arlene Maria CunhaEste trabalho consiste na apresentação e na descrição de estudos do comportamento de vigas mistas treliçadas fabricadas em perfis tubulares circulares nas diagonais e nos montantes e retangulares nos banzos superior e inferior. O desenvolvimento deste estudo baseia-se em uma análise teórica, fundamentada em prescrições normativas, pesquisas na área e em ensaio experimental com protótipo de uma viga mista treliçada em escala real. O ensaio experimental foi realizado no Laboratório de Estruturas “Prof. Altamiro Tibiriçá Dias” do Departamento de Engenharia Civil da Universidade Federal de Ouro Preto. O programa experimental objetivou avaliar a influência das ligações entre os elementos da treliça no comportamento global do sistema misto, a eficiência dos perfis tubulares de seção circular/retangular, além de monitorar o comportamento dos conectores de cisalhamento que garantem a ação conjunta entre o perfil de aço e o concreto. O modelo foi desenvolvido para avaliar o desempenho do sistema misto e determinar a resistência última de cada estado limite comparando resultados encontrados na análise teórica com resultados experimentais. Os resultados experimentais indicaram falha no conector de cisalhamento, seguido de escoamento no nó da ligação e posterior colapso do banzo tracionado. Assim, os conectores de cisalhamento, apresentando o primeiro modo de colapso, provocaram a perda de conexão entre a laje de concreto e o banzo superior, gerando elevados deslocamentos, caracterizando ruptura completa do sistema.Item Análise de ligações metálicas soldadas entre pilar de seção RHS e viga de seção I.(Programa de Pós Graduação em Engenharia Civil. Departamento de Engenharia Civil, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto., 2012) Nunes, Taíse Corrêa; Sarmanho, Arlene Maria CunhaEste trabalho foi desenvolvido a partir do estudo de ligações soldadas formadas por coluna tubular de seção transversal quadrada e viga em aço de seção transversal I. Foi realizada inicialmente, uma análise teórica e em seguida, uma análise numérica das ligações propostas. As análises teóricas basearam-se nas prescrições de normas e autores internacionais para este tipo de geometria. A análise numérica em elementos finitos foi realizada utilizando o software comercial ANSYS onde se buscou a representação geométrica dos modelos e posterior simulação de carregamentos. Foram analisados modelos uniplanares (uma viga acoplada à coluna e um único plano de flexão) e modelos multiplanares (duas vigas acopladas à coluna e dois planos de flexão), considerando, em situações distintas, o carregamento axial da coluna e a flexão da viga. A partir dos resultados numéricos obtidos, foram traçadas as curvas Mx para cada modelo, bem como foram calculados o momento resistente, a carga última e a rigidez da ligação. A influência dos parâmetros envolvidos foi apresentada graficamente sendo possível estabelecer intervalos de validade das formulações teóricas e ainda, verificar as regiões de plastificação. Os resultados numéricos apresentaram-se coerentes com os resultados fornecidos pelo estudo teórico, sendo que as formulações trouxeram resultados conservadores.