Estudo sobre modelos de fissuração de peças de concreto armado via método dos elementos finitos

o objetivo desta tese é apresentar dois modelos distintos para representar as fissuras em peças de concreto armado: um do tipo distribuído e outro do tipo incorporado. Os modelos de fissura incorporada se baseiam no conceito de descontinuidades incorporadas dentro do campo de deslocamento do elemento finito padrão. Já nos modelos de fissura distribuída a descontinuidade do campo de deslocamentos causada pela fissura é espalhada ao longo do elemento. O modelo distribuído proposto apresenta um diagrama tensão-deformação multilinear e sua calibragem é feita, segundo o Código Modelo CEB-FIP 1990, através de ensaios de tirantes de concreto armado. O modelo incorporado implementado é baseado no modelo de Dvorlcin, CuiMo e Gioia, o qual não inclui a contribuição da armadura no equilíbrio interno de forças do elemento. A inclusão da parcela da armadura é feita através de um modelo de transferência de tensão por aderência, conforme Russo, Zingone e Romano, Russo e Romano e FIE - Bulletin 10. Para representar o comportamento do concreto intacto, utiliza-se o modelo constitutivo de Ottosen. Trata-se de um modelo elástico não-linear, tridimensional, que utiliza valores secantes dos parâmetros do material. Já para simular o comportamento das barras de aço da armadura, emprega-se o modelo incorporado desenvolvido por Elwi e Hrudey. Neste modelo, permite-se uma disposição arbitrária das barras de aço no interior dos elementos de concreto. O modelo constitutivo adotado para a armadura é do tipo elasto-plástico com endurecimento. Por fim, alguns exemplos numéricos são analisados com o objetivo de comprovar a eficácia dos dois modelos propostos.

Análise de pilares esbeltos de concreto armado confinados através do método dos elementos finitos

o confinamento é uma técnica que tem sido cada vez mais aplicada no reforço e reabilitação de peças comprimidas de concreto, com o objetivo de aumentar sua capacidade resistente e recuperá-las de eventuais deteriorações. Este trabalho apresenta um modelo não-linear fisico e geométrico, baseado no Método dos Elementos Finitos, para a análise de pilares esbeltos de concreto armado, sob estado triplo de tensões. Neste estudo, são utilizados elementos finitos isoparamétricos tridimensionais para o concreto e um modelo incorporado de armadura. O comportamento do concreto é descrito por um modelo elasto-viscoplástico, que permite a análise da estrutura sob cargas de curta e longa duração. Para representação do concreto ao longo do tempo, utiliza-se um modelo de camadas superpostas. A fissuração do concreto é representada através de um modelo de fissuras distribuídas, onde se considera a contribuição do concreto entre fissuras. É admitida aderência perfeita entre os materiais. O aço é modelado como um material elastoplástico perfeito ou com endurecimento linear, e os materiais utilizados para confinamento, como os compósitos de fibras de carbono, são modelados como um caso particular do modelo elastoplástico definido para o aço. O modelo não-linear geométrico foi desenvolvido com base na formulação Lagrangeana Total. Consideram-se grandes deslocamentos e pequenas deformações. Os resultados obtidos através do modelo computacional são cOnITontados com resultados experimentais disponíveis na literatura, de modo a validar o modelo matemático e a metodologia numérica. Boa correlação é obtida entre os resultados numéricos e experimentais, que confirmam estudos prévios realizados por diversos autores, na medida em que são verificados significativos ganhos de resistência e/ou ductilidade em pilares comprimidos de concreto, devido ao confinamento.

Orçamentos de edificações residenciais : método sistematizado para levantamento de dados em planta e calculo de quantitativos

O Orçamento Discriminado de obras de edificação tem seus resultados originários do interrelacionamento de varios fatores, entre eles: dados levantados em planta, cálculo de quantitativos e composições unitárias para serviços. Estudou-se nesse trabalho dois desses três itens fundamentais. Os aspectos abordados foram o levantamento de dados, para torná-lo ágil e não repetitivo, e o cálculo de quantitativos, transformando-o em tarefa objetiva. A sistematização da medição que é aqui proposta trabalha sobre esses dois elementos e demonstra que até em serviços como instalações, um estudo profundo possibilita a criação de planilhas e encaminhamento genérico que torna o serviço de orçamentação metódico e acessível a todos, e não só ao responsável por sua execução. Tenta-se mostrar que a criação de metadalogia sistematizada permite introduzir a orçamentação em tratamentos computacionais já na fase de cálculo de quantitativos e não só para cálculo de produtos finais (quantitativo x consumos unitários) e impressão de resultados.

Análise dinâmica de rotores de grupos turbo e hidrogeradores com o método das matrizes de transferência

Conhecer o comportamento vibratório de rotores de máquinas rotativas, já durante a fase de projeto, é uma necessidade cada vez maior nos dias atuais, quando modificações corretivas, após o início da operação, já não são mais aceitáveis, devido aos altos custos de material e execução empregados, se comparados com os lucros que são cada vez mais reduzidos, em função das regras impostas pelo mercado, e devido também ao tempo necessário para tais modificações, que implica em manter a máquina parada, sem gerar lucros nesse penodo, acarretando em mu1tas contratuais para o fabricante. o presente trabalho visa dar subsídiosà análise dinâmicadas linhas de eixos de turbo e hidrogeradores (conjuntos formados pela turbina mais o gerador, usados respectivamentenas centraistermelétricase hidrelétricas). Inicialmente é feita uma breve explanação sobre formas construtivas de hidrogeradores e tipos de turbinas hidráu1icas utilizados atualmente. O trabalho prossegue apresentando as propriedades dos mancais com filme de óleo, os fenômenos do empuxo magnético no rotor do gerador e do efeito giroscópico, bem como a norma ISO 1940, que define os níveis admissíveis de desbalanceamentos residuais para rotores de máquinas É apresentada uma formulação matemática pelo Método das Matrizes de Transferência para as análises das vibrações livres, bem como das vibrações forçadas com carregamentos cíclicos devido aos desbalanceamentos residuais das linhas de eixos. A análise das vibrações livres é feita para a obtenção das fteqüências naturais torcionais e das fteqüências tlexionais críticas em um plano. A análise das vibrações forçadas é elaborada para fornecer as respostas dinâmicas em dois planos ortogonais, devido ao desbalanceamento residual. Para aplicação da metodologia de cálculo apresentada, são elaboradas rotinas computacionais de cálculos, utilizando como plataforma o software MATLAB. Para testar o Método das Matrizes de Transferência, bem como os programas de computador elaborados, faz-se algumas análises com soluções analíticas exatas e comparam-se resultados obtidos. Como aplicação prática, faz-se um estudo aprofundado dos comportamentos dinâmicos algumas linhas de eixos de hidrogeradores, para variações de configurações de construção dessas, bem como para as diversas condições de operação.

Manejo odontológico do paciente com insuficiência renal crônica, em hemodiálise, no método clínico de intervenção : em uma perspectiva de saúde pública

O estudo descreve, analisa e discute o manejo odontológico do paciente com insuficiência renal crônica, em hemodiálise, no método clínico de intervenção, em uma perspectiva de saúde pública. Trabalhou-se com o conceito ampliado de cura, resolutividade e integralidade enquanto construtores da excelência do método clínico de intervenção. A discussão se faz através dos seguintes eixos: o doente renal crônico, as dificuldades no seu manejo quanto ao tratamento curativo/reabilitador, a construção da consciência sanitária, bem como a aproximação da teoria da Reforma Sanitária brasileira à prática do Sistema Único de Saúde. Abordou-se a excelência do método clínico, para este grupo populacional específico, como uma das formas de contribuição para a implementação e implantação do S.U.S. democrático oriundo da Reforma Sanitária brasileira. Conclui-se que para o conceito ampliado de cura e formação da consciência sanitária é preciso trabalhar com o paciente sujeito, enquanto doente renal crônico, assumindo que esta é a identidade social do paciente, o que lhe confere o status de grupo populacional específico. O auto-cuidado e o tratamento odontológico adquirem sentido quando vinculados à doença renal crônica e, em especial, ao transplante renal. Trabalhar de forma resolutiva foi uma condição "sine qua non", sendo que a resolutividade, inclusive com reabilitação protética, foi uma mediação para o auto-cuidado. Sugere-se trabalhar com a otimização dos tempos clínicos objetivando a alta e a constituição de centros de referência clínica para este grupo específico da população, com trabalho multi e interdisciplinar.

Aplicação do método de custeio baseado em atividades (ABC), no agronegócio : caso da produção de rosas de corte em estufa

Por possuir características diferenciadas na sua forma de gestão, poucos trabalhos da área administrativa são desenvolvidos visando à aplicação de técnicas gerenciais no setor primário. Esta pesquisa busca a validação do Método de Controle de Custos Baseado em Atividades - ABC - (Activity-based-costing) para a realidade da produção agrícola. Nesta dissertação, buscou-se elaborar um formato de implantação do ABC que possibilite sua aplicação em outras etapas do processo de produção de rosas. Através do estudo da realidade do processo produtivo de uma propriedade rural onde são produzidas rosas de corte, foi aplicado o método do ABC. Foram levantados todos os custos envolvidos na produção de rosas, calculados os consumos de energia elétrica de cada equipamento e apropriados às devidas atividades da maneira mais precisa possível. Desta forma, foi possível identificar quais atividades estão gerando mais custos. Este trabalho não contempla questões de interpretação das informações geradas pelo ABC.

Análise da interação solo-estrutura em fundações de concreto armado pelo método dos elementos finitos

A análise da iteração solo-estrutura em fundações é um importante campo de pesquisa que ainda tem um grande progresso a ser feito. No presente trabalho foi desenvolvido um programa computacional para a análise da interação solo-estrutura de fundações de concreto armado. Este tema abrange duas áreas da engenharia civil: estruturas e geotecnia. O método dos elementos finitos foi usado no trabalho na seqüência para resolver o problema considerando estado plano de defonnação e comportamento elastoplásti.co dos materiais estudados (solo, concreto e aço). A linguagem de programação MATLAB foi usada em toda esta pesquisa como alternativa ao FORTRAN. O MATLAB foi escolhido uma vez que é uma linguagem de programação que permite facilmente construir uma interfàce de pré e pósprocessamento amigável. Os passos para a solução completa do problema foram os seguintes: Primeiramente um programa foi desenvolvido considerando o comportamento elastoplástico com critérios de plastificação e ruptura específicos para o concreto e solo. Soluções analíticas fechadas foram usadas para checar a precisão do programa. O segundo passo foi a introdução do reforço de aço no concreto por meio de um modelo para armaduras. Logo após, um modelo de fissuras para o concreto 1racionado foi in1roduzido no programa. Na seqüência o programa de pré e pós-processamento foi desenvolvido para gerar a malha de elementos finitos (pré-processamento), distribuição tensões e deformações, mapa de fissuras, etc (pósprocessamento). Finalmente, os parâme1ros constitutivos do solo, concreto e aço foram calibrados e várias situações reais de interação do solo-concreto de fundações de concreto armado foram simuladas. Nesta dissertação são encontrados resultados para as pressões de contato sapata-solo. Diferentes diagramas de tensões de interfàce foram obtidos em função rigidez relativa do elemento estrutural de concreto armado-solo. Na análise mnnérica, rigidez relativa desempenhou uma relevante função no comportamento mecânico do elemento estrutural de concreto armado (sapata) e da base de assentamento (solo), uma vez ruptura em ambos os casos esteve diretamente relacionada a esta grandeza. São encon1rados, em função da rigidez relativa, resultados indicativos dos modos de falha da fundação, excessiva plastificação do solo em fundações com rigidez relativa alta, e a plastificação armaduras, esmagamento do concreto, formação de fissuras, bielas e confinamento concreto para fundações de rigidez relativa baixa. Na análise numérica, obteve-se resultados importantes com relação ao projeto de fundações. Estes resultados foram cOnITontadoscom normas, destacando-se as discordâncias com relação às recomendações da nonna brasileira Projeto e Execução de Fundações" NBR-6122 (1996) para os diagramas de tensões interface sapata-solo usados no dimensionamento de fundações de concreto armado.

Determinação de parâmetros de criticalidade, fluxo e potência em placas planas pelo método LTSn

O objetivo deste trabalho consiste em aplicar o método LTSn em cálculos de parâmetros críticos como Keff, espessura e concentração atômica e obtenção do fiuxo escalar, da potência específica e do enriquecimento do combustível em placa plana homogenea e heterogênea, considerando modelo multigrupo e em diversas ordens de quadraturas. O método LTSn consiste na aplicação da transformada de Laplace em um conjunto de equações~de ordenadas discretas gerado pela aproximação SN, resultando em um sistema de equações algébricas simbólicas dependentes do parâmetro complexo s e reconstrução dos fluxos angulares pela técnica de expansão de Heaviside. A aplicação do método LTSn reduz a soluçào de um problema de autovalor, a solução de uma equação transcedental, possibilitando a obtenção de parâmetros críticos. Simulações numéricas são apresentadas.

Proposta de uma sistemática de avaliação de investimentos utilizando o método ABC (activity-based costing)

As técnicas tradicionais de avaliação de rentabilidade apresentam características que resultam eficazes no que tange aos aspectos econômicos da análise de investimentos. No entanto, a validade das informações fornecidas por estes métodos depende dos dados incluídos na avaliação. Neste sentido, em função da complexidade e do inter-relacionamento existente nos processos produtivos de empresas, as alterações proporcionadas por um investimento podem ter impacto sobre áreas que não estão diretamente envolvidas com o projeto a ser implementado. Este fato dificulta a identificação e conseqüente inclusão da totalidade dos fatores que causam impacto na análise do projeto. Além disso, impactos relacionados a atividades indiretas não possuem uma metodologia que permita sua quantificação. Como forma de abordar o problema, este trabalho apresenta uma sistemática de avaliação de investimentos que, através de uma seqüência estruturada de passos e com a utilização das informações geradas por um sistema de custeio do tipo ABC (Activity-Based Costing), possibilita incluir na análise impactos indiretos gerados pelo projeto. A aplicação desta sistemática em um projeto de substituição de equipamento numa empresa do ramo industrial mostra que as informações geradas complementam aquelas obtidas quando da aplicação das técnicas tradicionais. Desta forma, foi possível avaliar o impacto econômico provocado por possíveis alterações nos setores não diretamente ligados ao projeto.

Análise de estruturas de concreto armado sujeitas à corrosão de armadura por cloretos através do método dos elementos finitos

A corrosão da annadura é um dos principais problemas para um grande número de es1ruturas de concreto annado por causa da redução substancial da área de aço, da perda de aderência, da fonnação de fissuras e lascamento do concreto. O modelo tridimensional proposto por este trabalho é baseado no processo de corrosão iniciado por ataque de cloretos e propagado a partir de micropilhas de corrosão, utilizando o método dos elementos finitos. A influência da temperatura, da umidade relativa do concreto, da ligação dos cloretos com compostos do concreto, da fonnação de fissuras provenientes do carregamento e da resistência ôhmica do concreto são levados em consideração. O modelo é dividido em 4 módulos que interagem entre si, sendo eles: análise estrutural, transferência de calor, difusão de cloretos e corrosão eletroquímica. O modelo computacional para a análise estrutural utiliza dois procedimentos. No primeiro busca-se a resposta da estrutura para um carregamento instantâneo, considerando-se o material com comportamento elasto-viscoplástico, associado com modelos de annadura incorporada e fissuras distribuídas.No segundo, detennina-se a resposta da estrutura ao longo do tempo com a teoria da solidificação proposta por Bazant e Prasannan (1989), utilizando as cadeias Kelvin, apresentando ótimos resultados com uma grande economia computacional. O processo de transferência de calor é baseado na fonnulação tridimensional da equação de Helmholtz, com condições de contorno de fluxos provenientes da radiação solar, convecção e radiação, apresentando bons resultados em relação a fonnulações analíticas. Para análise de vigas com a variação da temperatura média diária, constatou-se que as mesmas se encontram em equilíbrio ténnico com o ambiente A análise de difusão de cloretos implementada apresentou um comportamento idêntico ao da segunda lei de Fick para casos unidimensionais. Para análises de vigas carregadas se constatou que as fissuras provenientes de cargas de serviço não influenciam o processo de difusão e que o coeficiente de difusão referencial é o principal parâmetro na análise. O modelo de corrosão eletroquímica é baseado na fonnulação proposta por Liu (1996), obtendo-se como resultado a taxa de corrosão em função do tempo.

Método de análise conjunta com estimulação em duas etapas

Normalmente as pesquisas de questionam quais são os atributos mais importantes de um produto ou serviço. No entanto, os consumidores tendem a considerar todos os atributos importantes, atribuindo avaliações de preferência altas para todos os atributos apresentados. Estas pesquisas não avaliam, da maneira como o consumidor realiza na prática, a priorização dos diferentes atributos. Em pesquisas de Análise Conjunta, os respondentes estabelecem relações de compromisso entre atributos ao escolherem um produto ou serviço, real ou hipotético, composto normalmente por vários atributos. O planejamento de uma pesquisa de Análise Conjunta deve utilizar complementarmente os conceitos de Pesquisa de Marketing, Projeto de Experimentos e Análise de Regressão de modo a tomar mais amigável a tarefa do respondente. Esta dissertação apresenta uma revisão da literatura de Pesquisa de Marketing e de Análise Conjunta e propõe um método de planejamento de pesquisas de Análise Conjunta com Estimulação em Duas Etapas. A es1ruturado método foi baseada em cinco macro-etapas de uma Pesquisa de Marketing que foram subdivididas em etapas específicas de forma a acomodar etapas de um planejamento experimental. A Análise Conjunta com Estimulação em Duas Etapas busca incorporar a perspectiva do respondente ao propor uma estimulação em duas etapas para a coleta de dados. A estimulação proposta é flexível o suficiente para acomodar e propiciar o uso dos diferentes modelos de decisão adotados pelos respondentes. Este procedimento aproxima a tarefa dos respondentes à situação real de compra O método é ilustrado através de um estudo de caso sobre o mestrado profissionalizante oferecido pelo Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Produção da Universidade Federal do Rio Grande do Sul. O uso do método permitiu determinar a influência dos atributos importantes, suas importâncias relativas, bem como a existência de interações entre eles. Os atributos influenciam significativamente a preferência dos alunos são o Título Obtido, o Enfoque do Curso, a Entidade, a Disciplina/Ênfase e o Horário. Esta aplicação da Análise Conjunta com Estimulação em Duas Etapas permitiu obter um modelo de preferência, que foi validado por uma amostra de controle, o que consolida o método proposto.

Um método para detectar falhas incipientes em máquinas rotativas baseado em análise de vibração e lógica Fuzzy

Este trabalho apresenta um método para detectar falhas no funcionamento de máquinas rotativas baseado em alterações no padrão de vibração do sistema e no diagnóstico da condição de operação, por Lógica Fuzzy. As modificações ocorridas são analisadas e servem como parâmetros para predizer falhas incipientes bem como a evolução destas na condição de operação, possibilitando tarefas de manutenção preditiva. Utiliza-se uma estrutura mecânica denominada de Sistema Rotativo (Figura 1), apropriada para as simulações das falhas. Faz-se a aquisição de dados de vibração da máquina usando-se um acelerômetro em chip biaxial de baixa potência. As saídas são lidas diretamente por um contador microprocessador não requerendo um conversor A/D. Um sistema de desenvolvimento para processamento digital de sinais, baseado no microprocessador TMS320C25, o Psi25, é empregado na aquisição dos sinais de vibração (*.dat), do Sistema Rotativo. Os arquivos *.dat são processados através da ferramenta matemática computacional Matlab 5 e do programa SPTOOL. Estabelece-se o padrão de vibração, denominado assinatura espectral do Sistema Rotativo (Figura 2) Os dados são analisados pelo sistema especialista Fuzzy, devidamente calibrado para o processo em questão. São considerados, como parâmetros para a diferenciação e tomada de decisão no diagnóstico do estado de funcionamento pelo sistema especialista, a freqüência de rotação do eixo-volante e as amplitudes de vibração inerentes a cada situação de avaria. As falhas inseridas neste trabalho são desbalanceamentos no eixovolante (Figura 1), através da inserção de elementos desbalanceadores. A relação de massa entre o volante e o menor elemento desbalanceador é de 1:10000. Tomando-se como alusão o conhecimento de especialistas no que se refere a situações normais de funcionamento e conseqüências danosas, utilizam-se elementos de diferentes massas para inserir falhas e diagnosticar o estado de funcionamento pelo sistema fuzzy, que apresenta o diagnóstico de formas qualitativa: normal; falha incipiente; manutenção e perigo e quantitativa, sendo desta maneira possível a detecção e o acompanhamento da evolução da falha.

Comparativo e análise do sistema de custeio por absorção e o ABC : estudo de caso propondo método de integração em empresa do ramo metalúrgico

A presente dissertação apresenta um estudo de caso buscando o conhecimento teórico sobre o sistema de custeio por absorção e o sistema de custeio abc, identificando-se as principais diferenças entre eles, bem como a possível integração entre ambos, através da proposição de um método, utilizando-se para testá-lo os dados reais do mês de abril de 2001, da empresa Rikes, indústria do ramo metalúrgico. Nesta pesquisa verificou-se como a empresa calcula os custos dos produtos pelo sistema de custeio por absorção, estruturaram-se os custos pelo sistema de custeio abc, através da definição das atividades, possibilitando comparar-se os custos dos produtos pelos dois sistemas de custeio, como também demonstrar as vantagens na apresentação dos custos indiretos trazidas pela implementação do método abc.

Facilitadores para a estruturação de um método de gestão empresarial com uso intensivo de tecnologias da informação : estudo de caso de uma empresa do segmento da construção civil no estado do Paraná

A permanente busca pelo aumento da competitividade, impulsionada pela concorrência acirrada devida à globalização dos mercados, leva as empresas a adotarem estratégias diferenciadoras para assegurarem o seu desenvolvimento. Uma das fontes mais profícuas de estratégias diferenciadoras provém de usos inovadores de tecnologias, com ênfase em Tecnologias da Informação (TI’s). O domínio e adoção destas tecnologias podem se configurar como competência essencial e mantenedora da competitividade da empresa, pela geração de diferenciais estratégicos de gestão. Há, então, a necessidade de um maior conhecimento e compreensão de uma nova dinâmica empresarial com o uso intensivo de TI’s, com os correspondentes impactos na gestão das organizações, decorrentes desta busca permanente da flexibilização, agilização e de redução de custos como diferenciais competitivos. Esta pesquisa identifica os facilitadores na implantação de um método de gestão empresarial baseado no uso intensivo de nova TI’s. É um estudo de caso de uma empresa que atua no segmento de construção civil, no estado do Paraná, que o implantou. A pesquisa é do tipo qualitativa, utilizando-se para a coleta de dados da técnica de entrevista em profundidade aplicada a todos os membros da empresa. As conclusões desta pesquisa indicam a existência de características, fatores e elementos, atuando como facilitadores estratégicos para a implementação da gestão baseada em TI's, e para a empresa poder usufruir de agilidade e segurança nas interações e comunicações. Por sua vez a independência e flexibilidade de locais físicos e de horários, para a operacionalização deste novo método de gestão, geram a necessidade de desenvolvimento de um novo perfil do trabalhador, com a possibilidade do profissional trabalhar de modo mais auto-suficiente e a qualquer tempo e em qualquer lugar, o que supõe facilitadores individuais, inerentes aos indivíduos. A implantação de métodos de gestão com o uso intensivo de TI’s, conduz a significativas alterações de rotinas, acarretando em vantagens e desvantagens para a empresa, que também foram explicitadas e descritas nesta pesquisa.

Um algoritmo numérico de integração de tempo para estruturas dinâmicas com dissipações : o método generalizado-α

O presente trabalho tem por objetivo estudar e aplicar um método de integração numérica de tempo para estrutras dinâmicas com dissipação de energia. Nessa dissertação tal método é analisado e posteriormente implementado em MATLAB, afim de resolver algumas aplicações em sistemas dinâmicos dotados de massas, molas e amortecedores que são apresentados no primeiro capítulo. Usando o método implementado em MATLAB, também é apresentada uma aplicação para vibrações transversais em cordas axialmente.