DECIV - Departamento de Engenharia Civil
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Resultados da Pesquisa
Item Contribuição ao estudo da resistência residual do concreto submetido ao tratamento térmico padrão para situações de incêndio.(2001) Carvalho, Espedito Felipe Teixeira de; Gouveia, Antônio Maria Claret deEste trabalho é iniciado com uma análise do efeito do calor na estrutura do concreto; em seguida, é apresentada uma leitura das principais pesquisas publicadas recentemente sobre o concreto em altas temperaturas. Da parte experimental, é feita a descrição de toda a montagem do ensaio, incluindo, curva padrão ISO, forno, disposição dos corpos de prova e medidores de temperatura. Contém, ainda, o planejamento da pesquisa com o resumo do total de corpos de prova para a execução do programa experimental. Devido a importantes adaptações realizadas, optou-se por apresentar todo o processo de dosagem experimental dos concretos utilizados na pesquisa. Os critérios de ensaio, as curvas tempo-temperatura de cada ensaio e os resultados obtidos são apresentados de variadas maneiras. Dando prosseguimento, um necessário tratamento estatístico ajuda a analisar esses mesmos resultados. Finalmente, as curvas Resistência Residual x Temperatura são apresentadas e discutidas, encerrando o trabalho.Item Modelo estrutural qualitativo para pré-avaliação do comportamento de estruturas metálicas.(Programa de Pós Graduação em Engenharia Civil. Departamento de Engenharia Civil, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto., 2008) Oliveira, Márcio Sequeira de; Sarmanho, Arlene Maria CunhaAs primeiras e mais importantes decisões na concepção de um projeto estrutural, que visa tanto os aspectos estéticos como também os econômicos, são valores qualitativos e intuitivos. É de extrema importância que o profissional envolvido neste processo, seja ele o arquiteto ou o engenheiro, tenha a habilidade de visualizar e compreender o comportamento das estruturas em diferentes circunstâncias. Tendo em vista estes aspectos, este trabalho apresenta estudos experimentais para a avaliação do comportamento de um modelo estrutural qualitativo, intitulado Maquete Estrutural. Nesta pesquisa, foi desenvolvida uma metodologia experimental alternativa que valida o modelo e que consiste basicamente de comparações utilizando imagens digitalizadas. Para isso, foram realizados ensaios de diversos sistemas estruturais planos e espaciais, concebidos na Maquete Estrutural. Posteriormente, esses ensaios foram comparados com os resultados obtidos a partir de simulações dos mesmos sistemas em software comercial. Os resultados comparados foram das deformadas dos sistemas sob carregamento previamente definido. Os resultados experimentais constatam que o comportamento da Maquete Estrutural é realmente similar ao comportamento de uma estrutura real. Após a validação do modelo, são apresentadas algumas formas de aplicação da Maquete Estrutural para a pré-avaliação do comportamento de estruturas metálicas e a montagem de diversas edificações existentes com o objetivo de demonstrar a versatilidade do modelo.Item Ventilação natural induzida pela ação combinada do vento e da temperatura em edificações(Programa de Pós Graduação em Engenharia Civil. Departamento de Engenharia Civil, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto., 2008) Rodrigues, Luciano Souza; Souza, Henor Artur deA Ventilação Natural é o emprego do fluxo normal do ar com o propósito de se obter um bom condicionamento térmico do ambiente, proporcionando condições favoráveis de conforto aos ocupantes, além da melhoria da qualidade do ar interno. A diferença de pressões exercidas pelo ar sobre um edifício pode ser causada pelo vento ou pela diferença de densidade do ar interno e externo, ou por ambas as forças agindo simultaneamente. A força dos ventos promove a movimentação do ar através do ambiente, produzindo a ventilação denominada ação dos ventos e o efeito da diferença de densidade do ar, função da diferença de temperatura, provoca o chamado efeito chaminé. Quando utilizada como estratégia arquitetônica e bioclimática, a ventilação natural pode proporcionar projetos mais espaçosos e iluminados, o que pode reduzir significativamente o custo energético da edificação. Neste trabalho faz-se um estudo numérico da ventilação natural em ambientes construídos utilizando o método dos elementos finitos, por meio do software ANSYS. O modelo numérico é utilizado na determinação dos efeitos das forças do vento e das forças térmicas combinadas, obtendo-se o fluxo de ar e a distribuição de temperatura dentro do ambiente. Analisa-se a influência das fontes internas de calor do ambiente na eficiência da ventilação unilateral e cruzada. Os resultados obtidos são comparados com os resultados de modelos empíricos. Observa-se que o aumento da fonte interna de calor influencia diretamente a circulação do ar interno e que a eficiência da ventilação cruzada é de 3.5 vezes maior do que a ventilação unilateral, aumentando os vórtices no interior do ambiente.Item Análise de ligações de perfis tubulares em aço do tipo k e kt.(Programa de Pós Graduação em Engenharia Civil. Departamento de Engenharia Civil, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto., 2006) Mendanha, Fabiano Oliveira; Sarmanho, Arlene Maria CunhaEste trabalho apresenta um estudo de ligações soldadas dos tipos K e KT com barras afastadas, formadas por perfis tubulares de aço estrutural, sem costura, de seção transversal retangular no banzo e circular para as diagonais e montante. As ligações analisadas foram previamente ensaiadas no Laboratório de Estruturas “Prof. Altamiro Tibiriçá Dias” do Departamento de Engenharia Civil da Escola de Minas da Universidade Federal de Ouro Preto. Assim, este trabalho envolve estudo teórico a partir de prescrições de normas internacionais, e a geração, análise e calibração de modelos numéricos em elementos finitos, utilizando o software ANSYS, versão 9.0, a partir de resultados obtidos em ensaios experimentais, realizados anteriormente, em protótipos em escala real, preservando todas as características geométricas reais. Foram analisados diversos modelos com elementos de casca, avaliando a influência do raio de dobramento dos perfis retangulares que compõem o banzo, bem como algumas alternativas de modelagem da solda das ligações. Obteve-se então um modelo que representava bem as ligações ensaiadas experimentalmente.Item Comportamento de pórticos planos múltiplos, engastados nas bases e rotulados no topo dos pilares extremos em incêndio.(Programa de Pós Graduação em Engenharia Civil. Departamento de Engenharia Civil, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto., 2009) Ramos, Jean Carlos; Gouveia, Antônio Maria Claret deNeste trabalho, é apresentado um método de análise do comportamento de grandes edifícios horizontais em incêndio. Os requisitos das autoridades oficiais que tratam da segurança contra incêndio geralmente são orientados para evitar o “puxamento” da estrutura de fechamento lateral para dentro da edificação de modo a evitar uma possível obstrução das vias de escape. A análise 3D por elementos finitos do edifício inteiro é impraticável para a rotina dos escritórios de projeto, em face do grande número de graus de nós, principalmente na estrutura de cobertura. O método proposto consiste na superposição de duas análises parciais 2D, a determinação da distribuição de temperaturas na seção transversal de um pilar exposto a um ambiente correspondente ao incêndio-padrão e na determinação da resposta estrutural do elemento, sempre com o emprego do Método de Elementos Finitos. Conforme o cenário de incêndio adotado, sendo os deslocamentos finais da estrutura de fechamento avaliados contra os critérios de colapso em incêndio. Um estudo de caso é apresentado em que se verifica que os pilaretes da estrutura de fechamento lateral se deslocam ”para fora”, cumprindo automaticamente o requisito de segurança.Item Resistencias à compressão de perfis H laminados de abas paralelas.(Programa de Pós Graduação em Engenharia Civil. Departamento de Engenharia Civil, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto., 2009) Gomes, Cristiane Amélia de Brito; Paula, Geraldo Donizetti deO presente trabalho apresenta uma avaliação numérica do efeito das imperfeições geométricas iniciais e das tensões residuais na resistência de elementos comprimidos compostos por perfis H laminados, admitindo a flexão em torno dos eixos principais de inércia. A análise numérica via Método dos Elementos Finitos foi realizada utilizando o programa computacional ANSYS versão 10.0, o modelo numérico foi construído em elemento finito de casca (SHELL181) com imperfeição inicial igual a L/1000 e um diagrama tensão-deformação obtido através de um padrão teórico de distribuição de tensões residuais. Os resultados obtidos numericamente foram tratados a fim de obter uma curva de flambagem referente à média dos valores da força normal reduzida, , para cada um dos eixos principais de inércia, considerando o índice de esbeltez reduzido, , na faixa correspondente a 0,2 2,4. As curvas de flambagem obtidas foram utilizadas para verificar se as recomendações da norma NBR 8800/86 e do Eurocode 3 (2002) são aplicáveis aos perfis H laminados (GERDAU-AÇOMINAS) produzidos no Brasil.Item Curvas de percepção e conforto humano para vibrações verticais.(Programa de Pós Graduação em Engenharia Civil. Departamento de Engenharia Civil, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto., 2005) Pereira, Cristiano Cária Guimarães; Neves, Francisco de Assis dasEste trabalho apresenta um estudo sobre os níveis de vibração relacionados à percepção e ao conforto humano, com um enfoque na adeqüabilidade de edificações quanto às vibrações. Com isso, o objetivo principal deste trabalho é gerar curvas relacionadas à percepção e ao conforto humano quanto à vibração através de experimentos de laboratório, comparando-se os resultados encontrados para os limites de vibração com outros trabalhos da literatura técnico-científica e com a própria norma ISO 2631/2: 1989. Ao todo, 30 voluntários participam dos experimentos, sendo 15 homens e 15 mulheres. Estes são expostos à vibração vertical senoidal, sendo estudado a faixa de freqüência de 12 a 80 Hz. Para todos os experimentos, os limites de percepção e conforto são determinados para os voluntários na postura sentada e em pé, realizando-se uma comparação entre os resultados para as duas posturas. Um experimento sobre a transmissibilidade da montagem experimental é realizado com o objetivo de se analisar a interface ideal para a instalação dos acelerômetros de modo a se evitar equívocos nas medições, registrando-se níveis de vibrações que não atingem efetivamente os voluntários. Realiza-se também uma análise sobre a incerteza dos resultados do limite de percepção, observando a existência de um intervalo de vibração em que os indivíduos não têm certeza se podem ou não detectar o movimento vibratório. Finalmente, é proposta uma metodologia para a determinação de uma curva para o limite de percepção, comparando-se os resultados com a curva básica da ISO 2631/2: 1989. Através dos resultados, observa-se que os valores encontrados para o limite de percepção do atual trabalho para vibração vertical na postura sentada estão em conformidade com os resultados da ISO 2631/2: 1989. Verifica-se também a existência de diferenças significativas entre os resultados para a postura em pé e sentada. O limite de conforto se encontra entre 2 a 4 vezes superior ao limite de percepção, apresentando-se de acordo com a ISO 2631/2: 1989. Não foram verificadas diferenças significativas entre os resultados de homens e mulheres.Item Estudo comparativo de análises no domínio do tempo e da freqüência em risers flexíveis.(Programa de Pós Graduação em Engenharia Civil. Departamento de Engenharia Civil, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto., 2007) Vaillant, Alyson Gomes; Freitas, Marcílio Sousa da RochaO procedimento mais realista para se efetuar análises dinâmicas de risers flexíveis é o uso de análises no domínio do tempo. Análises no domínio do tempo conseguem levar em conta todas as não linearidades inerentes ao sistema como: geométrica, interação solo-estrutura etc. Entretanto, análises no domínio do tempo demandam um esforço computacional e um tempo de simulação muito grandes. Outros problemas associados com as análises no domínio do tempo são: o sinal produzido pela simulação não é único e; o comprimento do sinal deve ser grande o suficiente para garantir a estabilidade dos parâmetros estatísticos. Com o intuito de solucionar estes problemas pode se utilizar análises no domínio da frequência ao invés de análises no tempo por serem muito mais rápidas e necessitarem menor esforço computacional. Uma das diferenças entre as duas metodologias é que análises no domínio da frequência não levam em conta as não linearidades inerentes ao sistema e os efeitos destas linearizações ainda não são bem conhecidos. Por esta razão, foi proposto um estudo comparativo entre análises no domínio do tempo e da frequência de estruturas flexíveis, a fim de verificar a influência da não consideração de algumas não linearidades e tentar determinar uma faixa de utilização para análises no domínio da freqüência. Não foi possível determinar nenhuma influência ou tendência de comportamento nos resultados a partir dos parâmetros utilizados. As análises na frequência não exibiram erros consideráveis para as cargas de tração de topo, entretanto, não houve um comportamento uniforme entre as análises, sendo os resultados imprevisíveis, mas sempre se mantendo dentro de um patamar de 10%. O comportamento no TDP, como previsto, não é adequado, devido, principalmente, à não consideração da não linearidade da interação solo-estrutura, apresentando resultados inconsistentes. A utilização da análise no domínio da frequência como ferramenta para predizer os casos mais críticos à serem analisados posteriormente no domínio do tempo deve ser feita com cautela, mas demonstrou ser viável quando se avalia a tração no topo, desde que os resultados não se encontrem dentro de uma margem de segurança de ±10% do maior valor de tração.Item Retroanálise da formação de um depósito de rejeitos finos de mineração construído pelo método subaéreo.(Programa de Pós Graduação em Engenharia Civil. Departamento de Engenharia Civil, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto., 2006) Lima, Luciana de Morais Kelly; Oliveira Filho, Waldyr Lopes deA crescente exploração mineral contribui diretamente para o aumento na produção de rejeitos. Desta forma, áreas cada vez maiores são requeridas como destino final para seu armazenamento, que via de regra acontece de forma contínua, na condição natural, sem nenhum tipo de preparação para descarte. Essa prática gera depósitos com materiais de baixa densidade, muito compressíveis e com baixa capacidade de suporte. Essas características, que penalizam a estocagem e dificultam a reabilitação, têm sido objeto de estudos da engenharia geotécnica nas últimas décadas. Neste contexto surgiram contribuições importantes no conhecimento sobre as propriedades de engenharia dos rejeitos e também nas técnicas de disposição. O presente trabalho examina um método alternativo de disposição de rejeitos finos conhecido como subaéreo, fazendo a retroanálise da formação de um depósito de rejeitos construído com essa técnica. O princípio desse método, que também se aplica a outros métodos alternativos, é o descarte de rejeitos em finas camadas, alternando ciclos de lançamento e espera (sem lançamento), permitindo a drenagem e/ou evaporação da água durante a espera. Essa operação permite a otimização de fenômenos físicos como adensamento e ressecamento do solo fino. A abordagem utilizada nessa pesquisa para a retroanálise foi feita segundo duas frentes distintas, mas complementares. A primeira, mais qualitativa, tratou de identificar no terreno o perfil estratigráfico do depósito e sua história de formação. Isso foi possível através da análise de documentos diversos (projetos, relatórios, comunicações pessoais, fotos, etc.) e da realização de uma campanha de investigações geotécnicas de campo e de laboratório. A outra etapa, de cunho mais quantitativo, tratou da modelagem do método subaéreo através de solução numérica dos eventos de adensamento a grandes deformações e de ressecamento de solos finos, seguindo as etapas de enchimento e de espera previsto naquela técnica.Item Avaliação de desempenho térmico de edifício estruturado em aço : o caso sede da Prefeitura Municipal de Mariana, MG.(Programa de Pós Graduação em Engenharia Civil. Departamento de Engenharia Civil, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto., 2008) Ataíde, Élen Silva; Souza, Henor Artur deA avaliação do desempenho térmico de edificações, via simulação numérica, pode contribuir muito para melhoria do conforto térmico dos ambientes construídos e para a redução no consumo de energia, nos processos de aquecimento e/ou resfriamento de ambientes, pois proporciona meios para que se otimize o desempenho energético nos projetos de edificações. Assim, quando condições de conforto humano no interior de um ambiente construído podem ser investigadas via simulação numérica, ainda na fase do pré-projeto, estratégias arquitetônicas e bioclimáticas podem ser definidas de forma a minimizar os ganhos de calor e melhorar o desempenho da edificação. Nessa pesquisa, avalia-se o desempenho térmico de uma edificação, utilizando-se como objeto de estudo o edifício sede da Prefeitura Municipal de Mariana, construção estruturada em aço, que apresenta problemas de conforto térmico aos seus usuários, principalmente nos períodos de verão, devido às altas temperaturas internas. Utiliza-se o programa computacional EnergyPlus para a realização das simulações com ênfase em análise térmica e propõe-se algumas estratégias arquitetônicas para a melhoria do desempenho térmico da edificação. Considera-se a condição de edificação ventilada naturalmente e aplica-se o modo de ventilação natural através das zonas térmicas (cômodos) do programa computacional. São propostas estratégias arquitetônicas tais como a substituição da cobertura em policabornato existente por telha em cerâmica e/ou telha metálica tipo sanduíche, o aumento das aberturas no corredor central da edificação e a colocação de sheds na parte central da cobertura. Os resultados indicam que a estratégia que substitui parte da cobertura em policabornato e que minimiza a radiação solar direta pela cobertura, bem como a colocação de sheds, que auxilia na ventilação da edificação, proporcionam uma melhora no desempenho térmico da edificação de 25 a 35%, em relação à configuração arquitetônica atual. Nesse contexto, a simulação numérica representa uma ferramenta importante, no entanto, é necessário que se tenha uma definição correta das variáveis relevantes nas interações térmicas entre a edificação (características do projeto como volume, orientação solar, sistemas de fechamento e cobertura, perfil de ocupação desejado) e o meio externo (condições climáticas locais).