DECIV - Departamento de Engenharia Civil
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Item Influência da geometria e do posicionamento dos enrijecedores na resistência da viga de rolamento à fadiga.(2019) Pimenta, José Cláudio Canedo; Souza, Flávio Teixeira de; Paula, Geraldo Donizetti deEste trabalho estudou o elemento viga de rolamento, utilizado como apoio para a implantação de ponte rolante em edifícios industriais. O estudo se refere especificamente ao dano que pode sofrer o elemento quanto à fadiga, devido ao trabalho cíclico de translação de carga no comprimento do edifício industrial. O objetivo foi estudar a variação das opções de enrijecedores que podem ser utilizados no elemento, com o objetivo de encontrar uma configuração que resulte em menor peso de aço, consequentemente obtendo-se economia. Empregou-se a metodologia de estudo com a simulação do implemento com a modelagem em programas de CAD – Computer Aided Design (Desenho assistido por computador) e análise em programas de CAE – Computer Aided Engineering (Engenharia assistida por computador) uma solução também econômica na etapa de projeto. A Partir do modelo numérico, procedeu-se a variação da geometria e da quantidade dos enrijecedores. Os resultados do estudo demonstraram ser possível alterar a geometria, diminuindo suas dimensões, assim como a alteração da quantidade de elementos intermediários, sem um comprimento significativo da resistência à fadiga da viga de rolamento estudada.Item Otimização de treliças de cobertura utilizando o método dos elementos finitos.(2019) Souza, Flávio Teixeira de; Silva, Sheila Bárbara Ferreira da; Paula, Geraldo Donizetti de PaulaO objetivo de um projeto estrutural é a obtenção de edificações seguras, estáveis e econômicas e, o emprego de algoritmos de otimização possibilita atingir a estes objetivos de forma otimizada, reduzindo o custo e aumentando a eficiência da estrutura. Estes algoritmos de otimização podem ser utilizados associados a métodos de análise, como o Método dos Elementos Finitos, que potencializam sua aplicação. Este trabalho utiliza esta técnica para a avaliação de treliças de cobertura alterando-se os vãos, distanciamento entre elas, suas tipologias e as seções transversais utilizadas, considerando-se a taxa de consumo de aço como parâmetro. Observou-se que a adoção da treliça de banzos paralelos leva a maior consumo de aço, e que a escolha da seção transversal do perfil estrutural não altera este parâmetro, podendo nortear-se por razões construtivas.Item Análise numérica da influência das dimensões de perfurações em perfis formados a frio do tipo rack submetidos à compressão.(2020) Souza, Flávio Teixeira de; Santos, Elves Tiago dos; Sarmanho, Arlene Maria CunhaOs sistemas de armazenagem industrial, normalmente chamados racks, são formados por perfis formados a frio em aço com perfurações para acomodar as ligações. A seção utilizada nas colunas é susceptível à flambagem distorcional, cujo dimensionamento normativo é feito por meio do Método da Resistência Direta. Como este método não considera as perfurações, este trabalho avalia sua adaptação para ser utilizado em sistemas de armazenagem industrial, com foco na flambagem distorcional de elementos sob compressão. Para isto, a análise de estabilidade requerida no Método da Resistência Direta foi feita por meio do software GBTul, considerando a redução da espessura da chapa para considerar o efeito das imperfeições. Foram ainda simuladas 300 colunas via elementos finitos, utilizando-se o software ANSYS. Os modelos numéricos foram construídos com um procedimento calibrado experimentalmente em trabalhos anteriores, servindo, portanto, como referência para a avaliação das adaptações do Método da Resistência Direta. Os resultados indicaram que a adaptação do Método da Resistência Direta para a avaliação de perfis formados a frio com perfurações é viável, desde que se considerem adequadamente o modo de flambagem preponderante para a seção. Indica também que o método proposto neste trabalho, que considera a variação da esbeltez da coluna devida à inserção das perfurações, pode levar a resultados ainda melhores na previsão da resistência de colunas do tipo rack sob compressão centrada.Item Análise experimental da utilização de concreto ensacado como reforço em perfis tubulares de aço.(2020) Silva, Matheus de Souza e; Souza, Flávio Teixeira de; Sarmanho, Arlene Maria CunhaEste trabalho avalia pilares mistos constituídos por concreto ensacado e perfis tubulares de aço, de modo a verificar experimentalmente a resistência e o comportamento de protótipos. Para isso foram ensaiados 12 pilares curtos, sendo três não preenchidos e 9 preenchidos por concreto ensacado, com e sem conectores. Os perfis mistos passaram por ensaio de compressão para avaliar a respectiva resistência, sendo a carga aplicada apenas no aço para todos os corpos de prova. Foi observado que os conectores aumentaram a resistência dos protótipos. A comparação entre resultados experimentais e prescrições normativas indicaram que a inclusão dos conectores aumentou a aderência, o que justifica o ganho de resistência do protótipo de reforço.Item Análise estrutural de contêineres marítimos utilizados na construção civil.(2021) Souza, Flávio Teixeira de; França Junior, Adelmo Magalhães de; Sarmanho, Arlene Maria CunhaUma possibilidade para a redução do déficit habitacional ou para a construção de habitações provisórias pode ser a utilização de contêineres marítimos descartados ao fim de sua vida útil na cadeia logística. Pela sua finalidade, os contêineres são estruturas robustas. No entanto, a arquitetura geralmente requer a inclusão de aberturas, a modificação das condições de apoio e o empilhamento dos contêineres, levando a condições de serviço diferentes das originalmente previstas. Este trabalho visa avaliar a influência destas modificações no comportamento estrutural dos contêineres. Para isto foi feita uma análise numérica via Método dos Elementos Finitos no programa comercial SAP2000, considerando aberturas e variações nas condições de apoio sob carregamento oriundo do empilhamento. Os resultados numéricos foram comparados a prescrições de normas brasileiras, e indicaram a viabilidade da utilização dos contêineres na construção civil na maioria das situações. No entanto, a combinação de grandes aberturas e modificações de suas condições de apoio leva a grandes deslocamentos e a elevadas concentrações de tensões, indicando a necessidade da adoção de medidas complementares para assegurar seu bom funcionamento estrutural.Item Numerical and experimental analysis of perforated rack members under compression.(2018) Neiva, Luiz Henrique de Almeida; Sarmanho, Arlene Maria Cunha; Faria, Vinícius de Oliveira; Souza, Flávio Teixeira de; Starlino, Juliane Aparecida BrazThis paper presents a numerical and experimental study of uprights with rack-type perforated section in coldformed profiles, subjected to axial compression. 18 tests were performed on uprights with fixed-ends under uniform compression load to obtain the ultimate load applied, along with the measurement of the displacements. A numerical model with material and geometric nonlinearities was calibrated with the experimental tests. Next, a parametric analysis with 64 different numerical models was performed, determining the ultimate loads of the models. These results, when compared to the DSM predictions, showed that the equations of DSM are unreliable to predict the strength of this type of perforated uprights. Therefore, based on the model results, modifications were proposed to the parameters of the DSM distortional mode curve, so that it can predict the strength of the models studied.Item Verificação à fadiga de suportes de apoio soldados de um transportador de correia de alto-forno.(2019) Fonseca, Marcos Cordeiro; Souza, Flávio Teixeira de; Paula, Geraldo Donizetti deTransportadores de correia utilizados em altos-fornos de usinas siderúrgicas normalmente estão sujeitos a condições severas de carregamento que requerem longo período de vida em constantes carregamentos e descarregamentos de material durante o transporte. Essa condição resulta em ciclos alternados de fadiga cuja intensidade pode ocasionar descontinuidades na estrutura, sobretudo nas uniões soldadas. O presente trabalho tem por objetivo expor os métodos de análise de fadiga em uniões soldadas e apresentar a avaliação de um suporte de apoio de estruturas de transportadores de correia através dos requisitos estabelecidos por normas regulamentadoras vigentes em consonância com os métodos computacionais adequados. Para desenvolver a análise foi seguido o procedimento metodológico composto por levantamento de dados em campo e com hipóteses assumidas nas condições mais próximas às reais. Os resultados obtidos neste trabalho apresentam os ciclos de vida e as faixas de tensão para o suporte de apoio soldado em comparação com dados observados no contexto siderúrgico. É apresentado, também, um diagrama da rotina de análise de fadiga em elementos estruturais soldados que pode ser utilizado em análises semelhantes a fim de obter uma visão sistêmica das etapas de desenvolvimento da análise.Item Análise do modo distorcional de elementos perfurados segundo método da resistência direta.(2018) Neiva, Luiz Henrique de Almeida; Sales, Amaury Eloy Carvalho Araújo; Elias, Guilherme Cássio; Sarmanho, Arlene Maria Cunha; Souza, Flávio Teixeira deEste trabalho apresenta um estudo teórico e numérico da influência de perfurações no comportamento e capacidade resistente de pilares em perfis formados a frio submetidos a compressão. Pilares com diferentes seções transversais e perfurações foram avaliados numericamente via ANSYS e GBTul, com ênfase no modo de instabilidade distorcional. As forças últimas da análise numérica foram comparadas às equações do Método da Resistência Direta (MRD) da ABNT NBR 14762:2010. Finalmente, foram propostas adequações às equações do MRD para possibilitar o dimensionamento de pilares que apresentam seções com a tipologia de perfurações estudadas.Item Numerical analysis of truss systems with stiffened flattened end-bars.(2018) Mazon, Ana Amélia Oliveira; Sarmanho, Arlene Maria Cunha; Nunes, Gabriel Vieira; Amparo, Lucas Roquete; Neiva, Luiz Henrique de Almeida; Souza, Flávio Teixeira deCircular hollow sections are usually used in long-span roof truss systems. One of the typology for connecting elements in such structures involves the flattening of bar ends. This article presents the numerical analysis of a plane truss composed of circular hollow sections, in which diagonal bars have flattened ends. In this sense, a new flattening typology called stiffened flattening is proposed, characterized by a non-flat geometry, with the creation of stiffeners in the lateral edges of the diagonal flattened ends. The diagonal connecting system with the chord members uses connecting plates. The plates are welded to the chords and the diagonals are connected to latter through a single bolt. The numerical analysis using finite elements method was developed in two stages through ANSYS software with the Parametric Design Language (APDL), in which parameters such as geometry, materials, element types, boundary conditions and loads are specified. A non-linear analysis was performed using shell elements on the chords, diagonals, plates and welds, and contact elements between the diagonals with stiffened flattened ends and the connecting plates. Initially, a numerical study of the connecting node and the stiffened flattened end was performed, and the results directed the modeling of the plane truss. The numerical results were calibrated with the experimental truss results in full scale. The numerical result of the plane truss was also compared to a theoretical study, considering the axial load eccentricity applied in the diagonal with stiffened flattened ends. The study was based on the consideration of combined effects of axial force and bending moment provided by the Brazilian standard ABNT NBR 8800:2008. The final results indicate that the numerical model proposed is efficient and has good correlation with the experimental and theoretical results.Item Análise de perfis formados a frio com perfurações sob compressão centrada.(2015) Faria, Vinícius de Oliveira; Souza, Flávio Teixeira de; Miranda, Sérgio Alves de; Sarmanho, Arlene Maria CunhaEste trabalho avalia a ocorrência do modo de associado a flambagem local em pilares curtos constituídas por perfis formados a frio tipo rack. Estes pilares possuem perfurações para facilitar a montagem, e este trabalho considera a influência das mesmas no comportamento e no esforço resistente destes perfis estruturais. Os estudos foram realizados por análises numéricas e experimentais, cujos resultados apresentaram boa correlação e indicaram que as perfurações não afetaram significativamente a carga crítica e a capacidade resistente dos pilares, apesar de influenciarem significativamente o comportamento dos mesmos, alterando o número de meias ondas formadas. Observou-se ainda considerável influência das imperfeições geométricas no comportamento da estrutura, indicando a necessidade de sua inclusão nas análises numéricas.