DECIV - Departamento de Engenharia Civil
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Resultados da Pesquisa
Item Análise numérica da influência de furos com borda enrijecida na flambagem da alma em perfis formados a frio do tipo rack.(2023) Ferreira, Guilherme Henrique; Souza, Flávio Teixeira de; Sarmanho, Arlene Maria Cunha; Souza, Flávio Teixeira de; Sarmanho, Arlene Maria Cunha; Alves, Vinicius Nicchio; Russo, Mário Luís CabelloA utilização de perfis formados a frio pela construção civil e pela indústria tem crescido devido ao seu processo de fabricação produzir peças leves, econômicas e versáteis. O seu uso geralmente requer perfurações nos elementos para viabilizar o encaixe entre peças estruturais e a passagem de sistemas complementares como elétrico, hidráulico e incêndio. Entretanto, estudos apontam que essas aberturas reduzem a capacidade resistente dos perfis. Com o intuito de combater a perda de resistência provocada pelas perfurações tem-se desenvolvido trabalhos que consideram enrijecedores de borda nos furos. Porém, o seu impacto na resistência dos perfis ainda é pouco compreendido, o que pode limitar o seu uso devido à ausência de confiabilidade e replicabilidade dos cálculos. Além disso, as normas vigentes não consideram de maneira concisa a influência dos furos e dos enrijecedores em perfis formados a frio. Por ser uma configuração nova que pode interferir no dimensionamento e no emprego de perfis formados a frio, esta temática demanda novas pesquisas. Assim, o objetivo deste trabalho é avaliar, via método dos elementos finitos, a influência dos enrijecedores de borda simples e duplo na flambagem entre furos em perfis formados a frio do tipo rack com perfurações submetidos à compressão centrada. Utiliza-se um modelo numérico analisado através da Teoria Generalizada de Vigas via GBTul e da análise não linear com base no Método dos Elementos Finitos via ANSYS. A análise consiste em comparar os resultados obtidos por perfis sem perfuração aos alcançados por perfis perfurados: sem enrijecedor, com enrijecedor simples e duplo. Os resultados indicaram que as Cargas Crítica e Última são reduzidas com as perfurações. Os perfis com enrijecedor (simples e duplo) tiveram comportamento similar e em determinado intervalo, obtiveram Carga Crítica superior ao modelo sem furos. Ambos apresentaram Cargas Crítica e Última superiores ao modelo com furo não enrijecido. Ao aumentar a altura das aberturas ocorreu a transição da flambagem local para flambagem entre furos. Os enrijecedores de borda retardaram essa transição, sendo o duplo mais efetivo.Item Análise da influência dos contraventamentos em painéis de sistemas de armazenagem.(2021) Dias, Otávio Teixeira; Sarmanho, Arlene Maria Cunha; Alves, Vinicius Nicchio; Sarmanho, Arlene Maria Cunha; Alves, Vinicius Nicchio; Mesacasa Junior, Enio Carlos; Souza, Flávio Teixeira deOs sistemas de armazenagem industrial, ou racks, são estruturas utilizadas para armazenar e distribuir produtos manufaturados. Em geral, eles são fabricados em perfil formado à frio, de chapa fina, que garante aos perfis boa relação massa/resistência, flexibilidade da forma da seção transversal, além de facilidade de produção, manuseio e transporte. Nos Racks, a estabilidade no plano transversal está relacionada aos painéis contraventados, também chamados de montantes. O objetivo deste trabalho é analisar a influência dos contraventamentos e diferentes arranjos no comportamento e resistência dos montantes que formam o sistema de armazenagem. Para tanto, foi desenvolvida uma campanha experimental que determinou a capacidade de carga axial de montantes, com colunas de seção transversal do tipo rack, considerando variações no comprimento, nas condições de apoio e na disposição dos contraventamentos, através da montagem alternativa do ensaio de compressão descrito na norma BS EN 15512 (2009). Os resultados indicaram a dominância da flambagem distorcional como modo de falha, com características abruptas, além de pouca influência das condições de apoio na capacidade de carga dos protótipos. As alterações realizadas na configuração dos contraventamentos não são se mostraram suficientes para amenizar a falha, entretanto permitiram o crescimento da capacidade resistente. Outrossim, os ensaios realizados indicaram mecanismos de instabilidade que propiciaram estudos adicionais e a proposição de um aparato de enrijecimento da coluna, aumentando a carga de flambagem quanto ao modo distorcional. Foram determinadas a capacidade de carga experimentais de colunas isoladas e montantes com os aparatos de travamento propostos. Além da capacidade de carga, foram analisados os modos de instabilidade e sua relação com a carga última dos protótipos, através da análise dos deslocamentos das colunas. Notou-se que a utilização do aparato de travamento induz a falha no menor comprimento destravado, ocasionado pela mudança na seção transversal da coluna, que passa a se comportar como uma seção fechada na região onde esses elementos são fixados.Item Estudo do comportamento de colunas de sistemas de armazenagem considerando o fechamento intermitente da seção transversal.(2023) Starlino, Juliane Aparecida Braz; Sarmanho, Arlene Maria Cunha; Alves, Vinicius Nicchio; Sarmanho, Arlene Maria Cunha; Alves, Vinicius Nicchio; Mesacasa Junior, Enio Carlos; Neiva, Luiz Henrique de AlmeidaOs sistemas de armazenagem industrial são estruturas que permitem estocar e organizar de forma fácil matérias primas e produtos manufaturados. São compostos por elementos metálicos, em sua maioria em perfis formados a frio. Dentre as seções utilizadas na fabricação das colunas dos sistemas, a seção tipo rack é uma das mais utilizadas, pois sua forma permite a fixação de outros elementos, facilitado a montagem. Por possuir paredes de espessura reduzida e alcançar grandes comprimentos, as colunas dos sistemas de armazenagem estão suscetíveis a diferentes fenômenos de instabilidade, tais como flambagem local, distorcional e global. O presente trabalho tem como objetivo analisar o comportamento de colunas em perfil formado a frio de seção rack com perfurações considerando o travamento da abertura da seção transversal posicionado de forma intermitente ao longo da coluna. Esse travamento interfere no desenvolvimento dos modos de instabilidade distorcional e global, bem como na capacidade resistente das colunas. Foram analisadas colunas sob carregamento centrado, de espessura 2,00 mm, larguras de alma 80 mm, 90 mm e 100 mm, e comprimento de 100 mm a 3000 mm variando a cada 50 mm. Inicialmente foi desenvolvido um modelo de elementos finitos, via ANSYS, validado pela comparação das forças axiais de flambagem com as obtidas da Teoria Generalizada de Vigas, via GBTUL. Com os resultados foi definida a posição dos travamentos considerando o comprimento para a força axial mínima de flambagem distorcional e considerando também o início do modo. Posteriormente foi realizada a análise e comparação de forças axiais de flambagem para colunas com e sem travamentos, seguida da análise não-linear, para determinação das forças resistentes. Nessa análise não-linear são introduzidas as imperfeições geométricas por meio da atualização da geometria segundo a configuração deformada do primeiro modo de instabilidade obtida na análise linear. As forças resistentes são comparadas entre si, a fim de verificar a influência dos travamentos nas colunas. Por fim foi realizada a análise teórica de colunas utilizando adaptações da norma brasileira NBR 14762:2010, para a consideração das perfurações existentes nas colunas. Esta análise verificou a viabilidade das equações já existentes, considerando uma metodologia para a realização do cálculo da força resistente das colunas que apresentem fechamento intermitente da seção transversal. Os travamentos aumentam tanto as forças axiais de flambagem quanto a resistência das colunas, uma vez que as enrijece e as torna menos suscetíveis aos modos distorcional e de flexo-torção. O dimensionamento pela norma considerando adaptação da área da seção mostrou-se adequado e fornece valores conservadores se comparado ao resultado numérico.Item Estudo da viabilidade de utilização de contêineres em unidades de saúde.(2021) Oliveira, Thomás Miranda Guzella; Ribas, Rovadávia Aline de Jesus; Vale, Clécio Magalhães do; Ribas, Rovadávia Aline de Jesus; Vale, Clécio Magalhães do; Gomes, Adriano Pinto; Oliveira, Cláudio Ernani MartinsDiante do atual cenário de necessidade de industrialização mais efetiva nos vários setores da economia brasileira, principalmente na indústria da construção civil, e, observando a necessidade de sustentabilidade, o objetivo deste trabalho é avaliar a viabilidade da utilização de contêineres em unidades de saúde. Para tanto, foram coletados dados sobre a quantidade de unidades de saúde existentes dentro dos limites dos municípios de Ouro Preto, Mariana e Itabirito localizados na Mesorregião Metropolitana de Belo Horizonte em Minas Gerais, tipificação e localização dessas unidades. Além disso, foram coletados dados sobre a situação socioeconômica básica dos municípios, como número de habitantes, Produto Interno Bruto (PIB) e receita anual. Posteriormente, foi feito um levantamento a respeito do contêiner e suas características. Os resultados obtidos apontam uma possível viabilidade do uso de contêineres como unidades de saúde, do ponto de vista econômico, podendo levar serviços básicos de saúde para locais menos habitados e mais isolados com menor custo, de forma ágil e sustentável.Item Análise estrutural via método dos elementos finitos de reforços em contêineres ISO reutilizados na construção civil.(2021) Felipe, Yasmine Luz; Souza, Flávio Teixeira de; Sarmanho, Arlene Maria Cunha; Paula, Geraldo Donizetti de; Souza, Flávio Teixeira de; Sarmanho, Arlene Maria Cunha; Paula, Geraldo Donizetti de; Martins, Jaime Florêncio; Mazon, Ana Amélia OliveiraOs contêineres têm sido reutilizados em todo o mundo como componentes estruturais no projeto de edifícios, apresentando-se como um sistema construtivo com grande potencial. Dentre os diferentes tipos encontrados no mercado, destacam-se aqueles fabricados de acordo com as normas ISO, pois garantem uniformidade no que diz respeito às suas características mecânicas e geométricas. Nesta pesquisa, foram elaborados modelos numéricos do contêiner de 20 pés Standard, um fechado (sem aberturas) a partir do qual foram obtidos outros dez realizando-se diferentes configurações de aberturas, por meio do software ANSYS. Foram realizadas simulações dos mesmos, via método dos elementos finitos, sem e com aplicação de cantoneiras de abas iguais e de perfis de seção I como reforços estruturais nas aberturas. Os resultados obtidos dos deslocamentos (transversais, verticais e longitudinais) nas estruturas e das tensões de von Mises nas chapas foram analisados e comparados, a fim de avaliar a eficiência dos reforços em cada uma das situações. Concluiu-se que, para as condições aplicadas a esses modelos, seus desempenhos são satisfatórios e contribuem para adaptar os contêineres a diversos projetos arquitetônicos.Item Cobertura verde como alternativa sustentável para geração de renda em habitações de interesse social.(2020) Pereira, Rondinelly Geraldo; Araújo, Ernani Carlos de; Ribas, Rovadávia Aline de Jesus; Araújo, Ernani Carlos de; Ribas, Rovadávia Aline de Jesus; Paula, Geraldo Donizetti de; Russo, Mário Luís CabelloFrente ao déficit habitacional nacional, fazem-se necessárias propostas de Habitações de Interesses Social (HIS) que possam atenuar esse problema, atendendo às necessidades dos usuários quanto a critérios de segurança e habitabilidade e, também, aos aspectos sociais e econômicos. Sistemas construtivos industrializados, como as construções metálicas, por suas características inerentes podem contribuir consideravelmente com esses fatores. Diante do exposto, este trabalho tem por objetivo investigar se a implantação de cobertura verde em condomínio de HIS na cidade de Ouro Preto, MG, configura uma alternativa sustentável, capaz de gerar renda para auxiliar no custeamento de financiamento da edificação. A metodologia é pautada em um estudo de caso de caráter dedutivo tendo sido realizados trabalho de campo em parceria com universidades brasileiras e norte-americanas. Os resultados mostraram que além dos diversos benefícios ambientais das coberturas verdes em maior ou menor escala, o cultivo de horta em HIS pode contribuir significativamente com a complementação da renda familiar para pagamento das parcelas de financiamento. Foram avaliados dois cenários: o primeiro com o cultivo de três espécies distintas em mesma proporção de área e o segundo com maior disposição de área para a espécie mais rentável. O segundo cenário se mostrou mais lucrativo e a renda mensal gerada corresponde a 65% e 99% do valor da 1ª e 234ª parcelas, respectivamente e, a partir desta parcela, a renda simulada cobriria o valor das parcelas gerando lucro, podendo alcançar até 130% na 420ª parcela, a última do financiamento. Com a adoção de métodos como o cultivo por células, rotação de culturas, uso de compostagem e combate natural às pragas é possível aprimorar o resultado no cultivo das hortas. Visando ainda a eficiência do sistema e da edificação para complementação de renda foi possível inferir que o uso de aquecedores solares, energia fotovoltaica, águas de aquíferos locais e reuso de águas cinzas e pluviais podem contribuir significativamente para economia familiar, além se serem estratégias que minimizam impactos ambientais.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 Construção metálica e promoção da acessibilidade aos bens do patrimônio cultural edificado : o caso da Escola de Minas de Ouro Preto.(2021) Nascimento, Júlio César de Barros; Aguiar, Tito Flávio Rodrigues de; Arcipreste, Cláudia Maria; Aguiar, Tito Flávio Rodrigues de; Arcipreste, Cláudia Maria; Villela, Clarisse Martins; Russo, Mário Luís CabelloEste estudo investigou, analisou e propôs o uso da construção metálica como elemento de intervenção em bens do patrimônio cultural edificado para a promoção da acessibilidade para pessoas com deficiências motoras e com mobilidade reduzida. Parte-se do princípio de que há necessidade urgente da promoção da acessibilidade para a garantia da significância cultural desses bens, já que, apesar das exigências das normas e legislações vigentes, muitas pessoas sofrem com as limitações para circularem com autonomia, segurança e igualdade nos bens do Patrimônio Cultural edificado. Também considera compatibilizar a promoção da acessibilidade com a preservação do Patrimônio Cultural edificado em intervenções que respeitem o edifício existente e garantam a preservação de sua autenticidade para a transmissão de seus valores às gerações futuras. Os métodos e processos de pesquisa apoiaram-se no estudo de caso, tomando como objeto a antiga Escola de Minas, anteriormente, Palácio dos Governadores, na Praça Tiradentes, no centro histórico de Ouro Preto, Minas Gerais. A avaliação da autenticidade e da acessibilidade da edificação foi a base para uma proposta de intervenção com uso da construção metálica. Verificou-se que a edificação combina traços originais com significativas marcas da passagem do tempo, em um conjunto de valor simbólico, histórico e artístico. Constatou-se a existência de diversas barreiras arquitetônicas, que dificultam ou impedem a acessibilidade para pessoas com deficiência motora e mobilidade reduzida ao edifício. O estudo arquitetônico elaborado indica que a construção metálica pode ser eficiente meio para promover o acesso de pessoas com deficiência motora e mobilidade reduzida ao bem cultural e garantir a preservação de sua autenticidade e de sua significância cultural, ao atender a princípios como distinguibilidade, reversibilidade e mínima intervenção.Item Análise da influência das dimensões de perfurações em perfis formados a frio tipo U enrijecidos sujeitos à flambagem distorcional submetidos à compressão centrada.(2021) Oliveira, Letícia Caroline Policarpo; 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 apresentam-se como resposta para variados tipos de sistemas estruturais, visto que o desenvolvimento da indústria metálica no mundo torna contínua a busca por estruturas mais leves, econômicas, eficientes e racionais. A elevada relação largura/espessura (esbeltez local) acentua a ocorrência de fenômenos de instabilidade, tais como modos local, distorcional e global, isolados ou em interação, que ocorre quando as cargas críticas coincidem ou apresentam valores próximos. Quando há interação entre esses modos, aumenta-se a complexidade para dar um prognóstico da capacidade de carga e do comportamento do elemento estrutural. Com o crescente uso dos perfis formados a frio, tornase necessário um estudo aprofundado para entender como esses fenômenos interferem na capacidade resistente desse tipo de perfil. O objetivo deste trabalho é avaliar a influência das perfurações na estabilidade e na força axial de compressão resistente dos perfis formados a frio do tipo U enrijecido sujeitos à flambagem distorcional, quando submetidos a uma força de compressão, por meio de métodos numéricos e teóricos adaptados para considerar as perfurações. Na presente pesquisa, foram analisados 4 grupos de perfis U enrijecidos, em cinco situações diferentes: perfil sem furos e com furos de comprimento igual a 20%, 40%, 60% e 80% da largura da alma (bw), sendo eles posicionados a uma distância da aresta alma/flange igual a 20% de bw, espaçados a uma distância de 40% de bw e com largura equivalente a 10% de seu comprimento. Como principais conclusões pode-se ressaltar que o método proposto por Sales apresentou melhores resultados e que não há uma variação expressiva para o valor característico da força axial de compressão resistente para o método de MOEN 2, quando se varia a altura do furo.Item Processos de gestão de lições aprendidas para aplicação do lean construction em construções metálicas.(2019) Oliveira, Cleide Aparecida Gonçalves de; Arcipreste, Cláudia Maria; Guimarães, Irce Fernandes Gomes; Arcipreste, Cláudia Maria; Guimarães, Irce Fernandes Gomes; Souza, Clarisse da Silva Vieira Camelo de; Mazon, Ana Amélia OliveiraO investimento em filosofias gerenciais, tais como o lean construction e a gestão de projetos vêm se intensificando nas organizações, devido à necessidade de aumento de produtividade, redução de desperdícios e otimização dos processos para agregar valor ao produto. Apesar de reconhecerem a importância dos resultados obtidos com aplicação dessas filosofias, muitas empresas não tem o registro das lições aprendidas ao longo do processo e não realizam a gestão do conhecimento. Nesse sentido, esta pesquisa tem como objetivo investigar como a gestão de lições aprendidas pode contribuir para a utilização dos princípios do lean construction em empresas do segmento da construção metálica. Busca-se assim, discutir como a eficiência na implementação do lean está associada à socialização do conhecimento, envolvimento e comprometimento da equipe de trabalho. Para tanto, o método científico adotado nesta pesquisa consistiu na aplicação de questionários e entrevistas para coleta de dados com autônomos e profissionais de empresas do segmento da construção metálica, quando foi possível verificar as percepções dos profissionais sobre processos de gestão de lições aprendidas nessas empresas e atividades autônomas da área de construções metálicas. Dentre os resultados obtidos da revisão bibliográfica, destaca-se a elaboração de uma estrutura conceitual que propõe passos e variáveis para aplicação da gestão do conhecimento na adoção da filosofia lean construction. Como resultados obtidos na pesquisa de campo, é possível destacar que os profissionais consultados conhecem o lean e reconhecem que a aplicação de seus princípios, somada à gestão do conhecimento e de lições aprendidas podem oferecer maior eficiência em todas atividades desse setor da construção civil. Contudo, a maioria não utiliza a gestão do conhecimento por meio do registro de processos de lições aprendidas, alegando falta de tempo, irrelevância e sigilo dos projetos, indicando que o desperdício intelectual, os retrabalhos e as ações desnecessárias são recorrentes na área. Por meio dos resultados obtidos, algumas diretrizes são propostas, tais como: o registro diário de lições aprendidas, a recuperação sistematizada do conhecimento da empresa; o desenvolvimento de políticas internas para incentivo e a divulgação das informações acumuladas.