Determinação dos esforços em lajes pelo métodos dos elementos de contorno

Through deductions and formulations of the equations governing the behavior of plates elastic and thin based Kirchhoff theory, it is evident that it is justifiable to the complication of the numerical methods considering the complexity of the equations that describe the physical behavior of these elements and obtaining analytical solutions for specific situations. This study is directed to the application of the numerical method which is based on discretizations to the simplest elements which results in the reduction of data to be processed from. The numerical method in question is the Boundary Element Methods (BEM), as the name suggests, the discretizations are only the edges of the elements. The BEM converts the complex integral equations, in sums of functions that reduce the unknowns at the nodes that define the ends of discrete elements, obtaining internal values to elements using interpolation functions. Confirming the need and usefulness of the BEM, apply, then the foundations necessary to the specific cases of Civil Engineering where traditional methods do not provide the desired support, leaving in question the security situations and economics of the projects

Análise dinâmica e controle de vibrações de passarelas de pedestres submetidas ao caminhar humano.

Passarelas de pedestres mistas (aço-concreto) e de aço são frequentemente submetidas a ações dinâmicas de magnitude variável, devido à travessia de pedestres sobre a laje de concreto. Estas ações dinâmicas podem produzir vibrações excessivas e dependendo de sua magnitude e intensidade, estes efeitos adversos podem comprometer a confiabilidade e a resposta do sistema estrutural e, também, podem levar a uma redução da expectativa de vida útil da passarela. Por outro lado, a experiência e o conhecimento dos engenheiros estruturais em conjunto com o uso de novos materiais e tecnologias construtivas têm produzido projetos de passarelas mistas (aço-concreto) bastante arrojados. Uma consequência direta desta tendência de projeto é um aumento considerável das vibrações estruturais. Com base neste cenário, esta dissertação visa investigar o comportamento dinâmico de três passarelas de pedestres mistas (aço-concreto) localizadas no Rio de Janeiro, submetidas ao caminhar humano. Estes sistemas estruturais são constituídos por uma estrutura principal de aço e laje em concreto e são destinados à travessia de pedestres. Deste modo, foram desenvolvidos modelos numérico-computacionais, adotando-se as técnicas tradicionais de refinamento presentes em simulações do método de elementos finitos, com base no uso do software ANSYS. Estes modelos numéricos permitiram uma completa avaliação dinâmica das passarelas investigadas, especialmente em termos de conforto humano. As respostas dinâmicas foram obtidas em termos de acelerações de pico e comparadas com valores limites propostas por diversos autores e normas de projeto. Os valores de aceleração de pico e aceleração rms encontrados na presente investigação indicaram que as passarelas analisadas apresentaram problemas relacionados com o conforto humano. Assim sendo, considerando-se que foi detectado que estas estruturas poderiam atingir níveis elevados de vibração que possam vir a comprometer o conforto dos usuários, foi verificado que uma estratégia para o controle estrutural era necessária, a fim de reduzir as vibrações excessivas nas passarelas. Finalmente, uma investigação foi realizada com base em alternativas de controle estrutural objetivando atenuar vibrações excessivas, a partir do emprego de sistemas de atenuadores dinâmicos sintonizados (ADS).

Análise dinâmica e controle de vibrações de pisos de edificações submetidos a atividades humanas rítmicas.

Um aumento crescente dos problemas estruturais associados à vibração excessiva de pisos de edificações de estruturas mistas (aço-concreto) e de concreto armado devido a atividades humanas rítmicas constitui a principal motivação para o desenvolvimento de uma metodologia de projeto respaldada na obtenção da resposta dinâmica de pisos mistos (aço-concreto) e de concreto armado, quando submetidos a cargas dinâmicas humanas rítmicas. Para tal, os modelos estruturais estudados baseiam-se em pisos de edificações mistas (aço-concreto) e de concreto armado submetidos a aulas de ginástica aeróbica. São empregadas técnicas usuais de discretização, via método dos elementos finitos (MEF), por meio do programa ANSYS. Um estudo paramétrico foi realizado sobre os modelos estruturais investigados e foram obtidos valores elevados para as acelerações de pico violando os critérios de projeto e indicando níveis de vibrações excessivas. Considerando-se os aspectos mencionados anteriormente foi desenvolvida uma estratégia com base em alternativas viáveis para o controle estrutural, objetivando a atenuação das vibrações excessivas a partir da instalação de atenuadores dinâmicos sincronizados (ADS) nos pisos analisados.

Modelagem estrutural e tridimensional para a prospecção e avaliação dos depósitos de ágata do distrito mineiro de Salto do Jacuí (RS)

O Distrito Mineiro de Salto do Jacuí (DMSJ) abrange uma área aproximada de 250 km2 localizada no Município de Salto do Jacuí na região central do estado do Rio Grande do Sul (Brasil). A região é caracterizada pela ocorrência de derrames basálticos a dacíticos pertencentes a Fm. Serra Geral, uma das unidades de topo da Bacia do Paraná. O DMSJ é um dos maiores produtores mundiais de geodos de ágata que ocorrem em derrames basálticos. Em escala de mina, os depósitos de geodos de ágata do DMSJ ocorrem em uma seqüência vulcânica constituída por 3 unidades líticas principais: 1) o dacito semi-vítreo vesículoamigdaloidal inferior (DSVI), 2) o basalto vesículo-amigdaloidal mineralizado (BM, “tabatinga”), e 3) o dacito vesicular (DV, “cupim”). Essas unidades vulcânicas constituem a denominada Estrutura Jacuí. Essa tese propõe um modelo estrutural para o controle da distribuição dos geodos de ágata no DMSJ e um novo conjunto de procedimentos aplicados para a exploração dos geodos de ágata. A modelagem estrutural 3D e a distribuição espacial dos depósitos e dos tipos de geodos de ágata são avaliados para permitir futuras investigações detalhadas a respeito da estimativa de reservas remanescentes do DMSJ. Mapeamento geológico em escala de mina, análise estrutural e investigação da distribuição espacial dos geodos de ágata foram realizados para desenvolver um modelo 3D do controle estrutural dos geodos de ágata e definir parâmetros de prospecção de geodos de ágata. A modelagem 3D e o controle estrutural da distribuição dos geodos de ágata permitiram definir alguns critérios para investigações quanto à estimativa de recursos/reservas no DMSJ. Nessa linha de investigação, devem-se considerar principalmente os seguintes parâmetros: i) os novos procedimentos para exploração de geodos de ágata, ii) a diluição introduzida pela presença de diques de arenito Botucatu que cortam o Basalto Mineralizado, e iii) o controle estrutural proposto parta os depósitos de ágata do DMSJ. Esses parâmetros são úteis nas atividades de exploração e na avaliação de novas áreas de geodos de ágata. O controle estrutural e a modelagem 3D da distribuição dos geodos de ágata também permitem definir os limites das unidades vulcânicas mineralizadas e a extensão do corpo mineralizado.

Desempenho estrutural de blocos, primas, mini-paredes e paredes de alvenaria estrutural confeccionadas com blocos cerâmicos produzidos a partir da mistura de lama vermelha com argila

Novas técnicas de aprimoramento de resíduos tem se tornado cada vez mais importante na construção civil, principalmente quando se trata da utilização de resíduos de outros segmentos industriais e na redução de matérias primas naturais. O objetivo deste estudo foi avaliar a utilização de um resíduo proveniente da produção da alumina metalúrgica conhecido como lama vermelha (LV), no desempenho estrutural de blocos, prismas, mini-paredes e paredes confeccionados com blocos cerâmicos, com seções transversais, reticulada e circular, produzidos a partir da mistura de LV e argila. Foram realizados ensaios experimentais correspondentes à caracterização dos materiais empregados e ensaios de resistência à compressão das unidades, blocos, prismas, mini-paredes e paredes. Todos os materiais e unidades cumpriram com os requisitos normalizados para sua correta utilização nos testes experimentais. Os resultados obtidos dos ensaios a compressão dos elementos demonstraram que os blocos confeccionados com a mistura de LV e argila atenderam aos parâmetros normativos e apresentaram resultados satisfatórios e superiores aos componentes confeccionados com blocos cerâmicos compostos com 100% de argila, empregados usualmente nas construções.

Estudo do comportamento estrutural com modelos qualitativos com finalidade didática

Structure is the resistant part of a construction that is able to support forces and transmit them to its supports or links. Knowing its importance, it is necessary to do a structural analysis. This study focuses on showing, in a different way, a method of understanding the bending moment and the shear beam diagrams. A real model was developed in laboratory to check what happens when certain loads are placed along. Throughout this study it was possible to verify that the practical application of the theory will provide the classroom a better understanding

Análise estrutural do suporte de pastilha de grafite para lubrificação de roda ferroviária

This study aims to structurally evaluate a support of graphite pastille for the lubrication of railway wheels. The proper lubrication of wheel flanges of the railway extends the life of this component, so it is very important that this occurs lubrication to reduce the costs involved in railway maintenance. To prepar the evaluation structural will be used to International Electrotechnical Comission standard (IEC 61373) establishing which load cases should be applied to this component. The applied loads on the support (accordance with IEC) are random accelerations and accelerations due to shocks, thus simulating the conditions that exist along the route of the train. The structural analyzes are performed by the finite element method, with the aid of the Cosmos software. Thus, it is possible to determine the stresses acting on the support, and so the allowable stresses compared with the standard proposed by the AISC. The stress in the structural analyzes are lower than allowable therefore considered for the configuration presented, unexpected structural problems

Análise estrutural de vigas treliçadas de aço com mesa de concreto

Pós-graduação em Engenharia Civil - FEIS

Análise estrutural do conjunto de palhetas de um aerador da estação de tratamento de efluentes

This work aims to find the maximum tension in a group of blades in a Sewage Treatment Stations in a company located in Vale do Paraíba. First, the calculations of the strength requested by the effluents on the structure are done, and the optimum torque of the frame screws is researched. From these data, static simulations using appropriate software and the finite elements method are performed. Based on the results, a possible solution to reduce the strength in this structure is proposed. This study will be provided as a consultation material to the company

Análise estrutural do conjunto de palhetas de um aerador da estação de tratamento de efluentes

This work aims to find the maximum tension in a group of blades in a Sewage Treatment Stations in a company located in Vale do Paraíba. First, the calculations of the strength requested by the effluents on the structure are done, and the optimum torque of the frame screws is researched. From these data, static simulations using appropriate software and the finite elements method are performed. Based on the results, a possible solution to reduce the strength in this structure is proposed. This study will be provided as a consultation material to the company

Caracterização geológica da ocorrência de óleo na Formação Rio Bonito associada a um modelo não convencional de geração

O trabalho teve como escopo a caracterização geológica, em termos estruturais e estratigráficos, do sistema petrolífero responsável pela ocorrência de óleos encontrados na Formação Rio Bonito, na região carbonífera de Santa Catarina. Atualmente, especula-se que a assinatura geoquímica destes óleos relaciona-se à Formação Irati associado a um modelo não convencional de geração, vinculando a maturação térmica à intrusão de diabásio, devido a um soterramento insuficiente da rocha geradora. Como a Formação Irati encontra-se posicionada estratigraficamente acima da Formação Rio Bonito, o sistema está associado a um forte controle estrutural para o modelo de migração. A preparação de um mapa geológico integrado para a área de estudo envolvendo dados geológicos de campo, dados aeromagnetométricos e informações de furos de sondagem permitiu um entendimento mais aprofundado do arcabouço tectônico-estratigráfico da região. Seções geológicas mostraram a presença de falhas de grandes rejeitos que promoveram um sistema de Horsts e Grabens relacionados às NE-SW e secundariamente a falhas E-W, que permitiram a colocação da Formação Irati em contato lateral ou em um posicionamento abaixo da Formação Rio Bonito. A partir das seções cronoestratigráficas elaboradas foi possível reconhecer prováveis selos, trapas estratigráficos e estruturais, associados ao sistema petrolífero Irati-Rio Bonito. A análise geoquímica (isótopos e biomarcadores) dos óleos coletados na Formação Rio Bonito apontaram que os mesmos estão associadas aos folhelhos do Membro Assistência da Formação Irati, por possuírem uma razão pristano/fitano menor que 1, gamacerano, e a presença de isoprenóides pentametileicosano (i-25) e esqualano (i-30). A partir de análises geoquímicas realizadas em extratos orgânicos extraídos de folhelhos da Formação Irati intrudidos por diabásio, obteve-se valores da relação entre biomarcadores correspondentes e valores de Ro que indicam que foi alcançado o pico de geração de óleo. Contudo, não há registro na área de estudo de um soterramento suficiente que favorecesse essa situação, levando-nos, assim, a acreditar em um modelo de geração não convencional, por meio da intrusão de diabásio nas rochas geradoras. O arcabouço estrutural e os óleos estudados na região sugerem um processo migratório de sudoeste para o nordeste, ao longo de um sistema de falhas NE-SW, encontradas na região, que foram geradas anteriormente ou concomitantemente ao derrame basáltico associado à Formação Serra Geral.

Avaliação da origem de hidrocarbonetos observados na região limítrofe entre as bacias de Almada e Jequitinhonha, BA

O presente estudo aborda a caracterização geológica em termos estruturais e estratigráficos do sistema petrolífero responsável pela ocorrência de exsudações de óleos encontradas sobre o embasamento cristalino na região limítrofe entre as bacias de Almada e Jequitinhonha. A partir das amostras de óleo coletadas no campo, foram feitas análises geoquímicas (Isótopos e biomarcadores) que permitiram definir duas famílias de óleo: (a) Família I, com altas proporções de esteranos C28, predominância do terpanos tricíclico C23 e proporções elevadas do Hopano C29, características de óleos gerados em ambiente marinho carbonático, provavelmente de idade albiana a turoniana; e (b) Família II, com valores δ13C de -26,8, e presença marcante de gamacerano, que sugere uma rocha geradora formada em um ambiente hipersalino, característico do Aptiano. A interpretação das linhas sísmicas possibilitou a definição de um sistema de migração, para os óleos analisados, da rocha geradora até a superfície. O arcabouço estrutural sugere um processo de migração das falhas do rifte para os altos estruturais ao longo de um sistema de falhas NW-SE, encontradas na região associada às zonas de transferência de Ilhéus. A ausência de um selo efetivo favoreceu a migração do óleo até a superfície. A interpretação geológica integrada à caracterização geoquímica dos óleos indica a existência de sistemas petrolíferos ativos e sugere o controle estrutural na distribuição das exsudações de óleo. Adicionalmente, se fez uma caracterização faciológica, palinológica e geoquímica (%COT, RI, %S, isótopos de carbono e biomarcadores) dos sedimentos aflorantes entre as cidades de Ilhéus e Una, que foram associados neste estudo à Formação Rio Doce. A partir da correlação dos afloramentos estudados observa-se que os mesmos representariam a porção mais superior da Formação Rio Doce depositada no Mioceno, segundo as análises palinológicas. Esta deposição ocorreu dentro de uma progressiva tendência de raseamento, no contexto de um trato de sistema de mar alto, onde teriam-se desenvolvido espessos pacotes de folhelhos sílticos de água rasa, intercalados com barras arenosas em um contexto estuarino.

Cyclic behaviour of RC elements with plain reinforcing bars

O comportamento cíclico das estruturas de betão armado é fortemente condicionado pelo mecanismo de aderência entre o betão e o aço. O escorregamento relativo entre os dois materiais, resultante da degradação progressiva da aderência em elementos solicitados por ações cíclicas, é uma causa frequente de danos graves e até do colapso de estruturas devido à ocorrência de sismos. Entre as estruturas existentes de betão armado que foram dimensionadas e construídas antes da entrada em vigor dos regulamentos sísmicos atuais, muitas foram construídas com armadura lisa, e portanto, possuem fracas propriedades de aderência. A informação disponível na literatura sobre o comportamento cíclico de elementos estruturais de betão armado com armadura lisa é reduzida e a influência das propriedades da aderência associadas a este tipo de armadura no comportamento cíclico das estruturas existentes não se encontra ainda devidamente estudada. O objectivo principal desta tese foi estudar a influência do escorregamento na resposta cíclica de elementos estruturais de betão armado com armadura lisa. Foram realizados ensaios cíclicos em elementos do tipo nó viga-pilar, construídos à escala real, representativos de ligações interiores em edifícios existentes sem pormenorização específica para resistir às ações sísmicas. Para comparação, foi realizado o ensaio de um nó construído com armadura nervurada. Foi ainda realizado o ensaio cíclico de uma viga de betão armado recolhida de uma estrutura antiga. Foram elaborados modelos numéricos não-lineares para simular a resposta dos elementos ensaiados, concentrando especial atenção no mecanismo do escorregamento. Os resultados obtidos no âmbito desta tese contribuem para o avanço do conhecimento sobre o comportamento cíclico de elementos estruturais de betão armado com armadura lisa. As análises numéricas realizadas comprovam a necessidade de incluir os efeitos do escorregamento na modelação numérica deste tipo de estruturas de forma a representar com rigor a sua resposta às ações cíclicas.

Characterisation of the cyclic behaviour of reinforced concrete elements with plain bars

Sismos recentes comprovam a elevada vulnerabilidade dos edifícios existentes de betão armado. A resposta das estruturas aos sismos é fortemente condicionada pelas características da aderência aço-betão, que exibe degradação das propriedades iniciais quando sujeitas a carregamentos cíclicos e alternados. Este fenómeno é ainda mais gravoso para elementos com armadura lisa, predominantes na maioria das estruturas construídas até à década de 70 nos países do sul da Europa. A prática corrente de conceção, dimensionamento e pormenorização das estruturas antigas leva a que tenham características de comportamento e níveis de segurança associados não compatíveis com as exigências atuais. Os estudos realizados sobre o comportamento cíclico de elementos estruturais de betão armado com armadura lisa são ainda insuficientes para a completa caracterização deste tipo de elementos. Esta tese visou a caraterização da relação tensão de aderência versus escorregamento para elementos estruturais com armadura lisa e o estudo da resposta cíclica de pilares e nós viga-pilar de betão armado com armadura lisa. Foram realizados dez séries de ensaios de arrancamento (nove monotónicos e um cíclico) em provetes com varões lisos. Os resultados destes ensaios permitiram propor novas expressões empíricas para a estimativa dos parâmetros usados num modelo disponível na literatura para representação da relação tensão de aderência versus escorregamento. É ainda proposto um novo modelo monotónico para a relação tensão de aderência versus escorregamento que representa melhor a resposta após a resistência máxima de aderência. Uma campanha de ensaios unidirecionais em pilares e nós viga-pilar foi também realizada com o objetivo principal de caracterizar o comportamento cíclico deste tipo de elementos. No total foram realizados oito ensaios em pilares, sete ensaios em nós viga-pilar interiores e seis ensaios em nós viga-pilar exteriores representativos de estruturas antigas de betão armado com armadura lisa. Os resultados experimentais permitiram avaliar a influência do escorregamento e estudar o mecanismo de corte em nós e a evolução dos danos para elementos com armadura lisa. Com base nos resultados experimentais foi proposta uma adaptação na expressão do Eurocódigo 8-3 para o cálculo da capacidade última de rotação de elementos com armadura lisa. Foi também desenvolvido um estudo paramétrico, com diferentes estratégias de modelação não linear, para a simulação da resposta de pilares considerando o escorregamento da armadura lisa. Por último, foi proposto um novo modelo simplificado trilinear para o aço que contempla o efeito do escorregamento da armadura lisa.

Desenvolvimento de modelo de gestão da capacidade produtiva de unidades de tratamento manual de carga postal

O presente trabalho, inserido na área de Planejamento, Programação e Controle da Engenharia de Produção, aborda especificamente as questões ligadas à gestão da capacidade produtiva, desenvolvendo um modelo sistêmico voltado a unidades de tratamento manual de objetos postais, os chamados Centros de Triagem. A partir do levantamento de um arcabouço teórico que fundamenta a proposta e da realização de estudos e trabalhos práticos efetuados pelo autor no Centro de Triagem de Porto Alegre, Rio Grande do Sul, os diversos níveis de planejamento, programação e controle de capacidade produtiva são discutidos e encadeados em uma seqüência lógica de entradas e saídas de informações fundamentais para a gestão dessas unidades operacionais. Dessa maneira, uma série de conceitos tradicionais de Engenharia de Produção foram adaptados à realidade de sistemas postais, desenvolvendo, dessa maneira, um método de gestão de capacidade produtiva customizada ao escopo do estudo. Embora o resultado prático do trabalho seja de utilidade específica para a gestão de Centros de Triagem manuais de carga postal, os conceitos discutidos e mesmo o modelo desenvolvido podem ser facilmente adaptados a outras unidades operacionais de correios e de outras indústrias, em especial as de operações de serviços.