EE - Escola de Engenharia
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- ItemModelo de cálculo simplificado para a determinação da capacidade resistente de vigas de concreto armado reforçadas com polímero reforçado com fibras de carbono(2012) Pinheiro, Leandro Candido de Lemos; Real, Mauro de VasconcellosO objetivo deste trabalho é propor um modelo de cálculo simplificado para a determinação da capacidade resistente de vigas de concreto armado reforçadas à flexão com polímeros reforçados com fibra de carbono (PRFC). Inicialmente foi determinado um modelo de viga com armaduras superior e inferior e com uma ou mais camadas de reforço coladas na face inferior da viga. A seguir foram determinadas todas as expressões que caracterizam as tensões que cada material que compõe a viga pode absorver. A partir destas expressões, determinaram-se as equações que regem a posição da linha neutra, através de um processo direto, a curvatura e o momento fletor de fissuração do concreto para o Estádio I. Posteriormente determinaram-se as expressões que regem a posição da linha neutra, através de um processo direto, a curvatura e o momento fletor de escoamento do aço para o Estádio II. A seguir determinaram-se as expressões que regem a posição da linha neutra, através de um processo iterativo, a curvatura e o momento fletor último da viga. Com os resultados obtidos a partir das expressões citadas anteriormente, foi possível determinar os deslocamentos verticais da viga para diferentes carregamentos. No final, a validação do modelo de cálculo simplificado foi conseguida a partir de uma comparação entre os resultados obtidos neste trabalho e resultados, teóricos e experimentais, obtidos por outros autores.
- ItemMétodos de análise de confiabilidade aplicados a vigas de concreto armado recuperadas com PRFC(2011) Paliga, Charlei Marcelo; Campos Filho, Américo; Real, Mauro de Vasconcellos; Diniz, Sofia Maria CarratoNo contexto da recuperação de vigas de concreto armado (CA) deterioradas, entre as técnicas mais utilizadas destaca-se o uso de Polímeros Reforçados com Fibras de Carbono (PRFC). Assim, neste trabalho é feita a avaliação da confiabilidade de vigas em CA recuperadas via utilização de lâminas de PRFC. Para efeitos comparativos, os níveis de confiabilidade implícitos para as vigas intactas e vigas danificadas também foram verificados. Uma etapa importante neste processo é a descrição realista da resistência da viga. Um modelo não linear de elementos finitos, capaz de lidar com o fenômeno do descolamento do PRFC, foi utilizado para o cálculo da carga de ruptura. Resultados também foram obtidos via um modelo mais simples para a simulação da carga de ruptura. A simulação de Monte Carlo é utilizada para a obtenção das estatísticas da carga de ruptura e tais informações são utilizadas em dois procedimentos distintos para a análise de confiabilidade.
- ItemAplicação dos métodos FORM e Monte Carlo na avaliação da confiabilidade de vigas de concreto armado recuperadas com PRFC(2010) Lopes, Paulo André Menezes; Real, Mauro de VasconcellosAs estruturas de concreto armado situadas em zonas marítimas ou portuárias estão inseridas em um ambiente altamente agressivo, que pode levar a corrosão da armadura de aço comprometendo o seu desempenho, ou mesmo causando ruína da estrutura. No contexto da recuperação de estruturas de concreto armado deterioradas, entre as técnicas mais utilizadas destaca-se o uso de Polímeros Reforçados com Fibras de Carbono (PRFC). Assim, neste trabalho é feita a avaliação da confiabilidade de vigas em CA recuperadas via utilização de lâminas de PRF. Para efeitos comparativos, os níveis de confiabilidade implícitos para as vigas intactas e vigas danificadas também foram verificados. A avaliação da resistência da seção de concreto reforçada com PRF é feita através do programa MRFLEX. Os índices de confiabilidade são obtidos utilizando os métodos FORM e Monte Carlo.
- ItemMateriais compósitos e o reforço estrutural: uma análise numérica(2012) Paliga, Charlei Marcelo; Campos Filho, Américo; Real, Mauro de VasconcellosA aplicação de materiais compósitos à base de resinas poliméricas e fibras no reforço de estruturas de concreto armado se tornou uma técnica bastante difundida nos últimos tempos. Este tipo material, na forma de lâminas ou laminados, é colado no substrato de concreto através de adesivos à base de epóxi. Apesar do uso do epóxi apresentar excelentes resultados em termos de colagem e resistência, algumas desvantagens estão relacionadas ao seu uso. Para evitar alguns desses problemas, um sistema compósito à base de tecidos ou malhas de fibras sintéticas coladas na superfície de concreto com argamassa de cimento pode ser usado. O objetivo deste trabalho é fazer uma análise numérica do comportamento estrutural de vigas de concreto armado reforçadas à flexão através deste novo material. Os resultados numéricos são comparados aos resultados experimentais publicados em artigos técnicos internacionais, que demonstram a eficiência da técnica de reforço e a capacidade do modelo numérico.
- ItemConfiabilidade de placas finas de aço sob flambagem(2012) Nogueira, Neslei Noguez; Real, Mauro de VasconcellosNeste trabalho foi realizada a análise não-linear da flambagem de placas finas de aço através do Método dos Elementos Finitos. As imperfeições geométricas que surgem no processo de fabricação das placas são modeladas através de um campo estocástico gaussiano usando o Método da Representação Espectral. A carga crítica de flambagem e a carga de ruptura de cada placa foram determinadas através do programa de elementos finitos ANSYS. Aplicando o Método de Monte Carlo analisou-se o efeito que variabilidade do campo estocástico das imperfeições geométricas e das variáveis aleatórias (módulo de elasticidade, tensão de escoamento e espessura) provocam na variação da carga de ruptura. Empregando-se o Método de Monte Carlo também foi realizado um estudo de Confiabilidade de placas finas sob flambagem. Primeiro o modelo de elementos finitos foi validado através da solução analítica de Paik et al. (2001), para o comportamento pós-flambagem de uma placa e da solução numérica de Kumar et al. (2007), para uma placa com um furo retangular. Em seguida, o efeito da variabilidade foi estudado para a situação em que o campo estocástico das imperfeições e as variáveis aleatórias atuam juntos. A análise da Confiabilidade baseou-se na relação entre a carga de ruptura e a carga crítica de flambagem da placa Buckling Strength Ratio (BSR). As principais conclusões obtidas são: que o efeito da variabilidade conjunta é significativo, quando o campo estocástico é considerado; que para a placa estudada se BSR é até 2,2 vezes a carga crítica, a confiabilidade é praticamente de 100%, e que quando a carga aplicada é superior a 3,8 vezes a carga crítica da placa, a confiabilidade é zero.
- ItemStatistical analysis and conformity testing of concrete in port construction work(2014) Larrossa, Michele da Cruz; Real, Mauro de Vasconcellos; Dias, Claudio Renato Rodrigues; Magalhães, Fabio CostaConformity control of concrete is part of a range of control and standard methods which must be employed in all construction work to assure its compliance with quality requirements. The compressive strength of the concrete is considered as a random variable that must be controlled by standardized sampling and testing in order to ensure the structural safety. Therefore, the use of a large amount of compressive strength test results of concretes with similar characteristics has been seen as an important tool in the assessment of current standard norms. This paper de-scribes an analysis based on the conformity control used in large port construction works which have recently been carried out in the Rio Grande Port, located in Rio Grande, RS, Brazil. Statistical analyses were performed and acceptance tests of the product were conducted. They were based on the acceptance criteria of different methodologies from different continents and showed the variations that can occur in the results of the conformity testing, depending on the adopted model. It is worth mentioning that the concrete used in port construction works in the region has been in accordance with current Brazilian norms.
- ItemNumerical analysis of reinforced concrete beams strengthened with high strength cement-based composite material(2013) Paliga, Charlei Marcelo; Real, Mauro de Vasconcellos; Campos Filho, AméricoThe use of composite materials based on polymeric resins and fiber as strengthening in concrete structures has been widely used. The use of carbon fiber reinforced polymers or other synthetic fibers is consolidated by its excellent characteristics, such as high strength, low weight, corrosion resistance, etc. This material in the form of sheets or laminates is bonded to the concrete substrate with epoxy-based adhesives. Although epoxy has proven to have excellent bonding and resistance performance, it has some disadvantages, such as low permeability, poor thermal compatibility with the base concrete, poor fire resistance, etc. Cement-based composite systems consisting of FRPs and a cementitious bonding agent can be used to prevent some of these problems. This study presents the numerical analysis, using a non-linear finite element model, of the structural behavior of reinforced concrete beams externally reinforced with a composite material made of high-strength synthetic fiber mesh and cementitious mortar. The numerical results were compared with experimental results reported in international journals, demonstrating the efficiency of the strengthening technique and the numerical model capacity.
- ItemProbabilistic analysis of the fiber reinforced concrete used in the construction of the Estaleiro Rio Grande dry dock(2011) Magalhães, Fabio Costa; Real, Mauro de VasconcellosDue to the variability of the concrete strength, it is fundamental to use statistical methodologies to establish the parameters for the concrete structures acceptance. The utilization of a large number of strength test results is very important to the validation and calibration of the existing standard codes and technical specifications. The objective of this study is to make a statistical analysis of the strength test results of the concrete reinforced with metallic and propylene fibers used in the construction of the Estaleiro Rio Grande dry dock, in Rio Grande-RS. A correlation model between the concrete tensile and compressive strengths was proposed. A model to predict the increasing of the concrete strength with time was also established both for the case of compression, as in the case of tension. Furthermore, it was made a comparison among the concrete characteristic strength calculated estimates according to the NBR 12655 [9] and EN-206-1 [17] standard codes and to the ACI COMMITTEE 318 [2].
- ItemEstudo de motores marítimos através da análise de lubrificantes usados e engenharia de confiabilidade(2012) Nogueira, Oberdan Carrasco; Real, Mauro de VasconcellosO estudo apresenta a comparação de desempenho operacional de motores de combustão principais de embarcações de suporte a plataformas de petróleo, utilizando dados de desgaste de componentes dos motores obtidos através das análises dos lubrificantes em operação nos motores, e modelagem estatística do comportamento de falhas em função do tempo dos mesmos. Primeiramente efetuou-se o estudo dos resultados das análises dos lubrificantes em uso nos motores, classificando-os de acordo com o comportamento, origem e nível de desgaste dos mesmos, e assim obtendo as distribuições de probabilidade dos tempos de falhas da vida para os motores dois tempos e quatro-tempos. Após esta etapa, realizou-se a modelagem dos motores, utilizando Distribuição de Weibull, em função de seus principais componentes, utilizando a técnica de Diagrama de Blocos. De posse dessas informações, foram determinados os intervalos de tempo correspondentes a um nível requerido de confiabilidade, obtendo consequentemente intervalos ótimos para intervenções de manutenção preventiva nos equipamentos.
- ItemAnálise comparativa entre estimadores normatizados de resistência à compressão do concreto aplicada ao concreto utilizado na laje de fundo do dique seco do pólo naval do Rio Grande na cidade de Rio Grande - RS(2012) Magalhães, Fabio Costa; Real, Mauro de VasconcellosA variabilidade da resistência do concreto torna fundamental a utilização de metodologias estatísticas capazes de estabelecer parâmetros para a aceitação das estruturas. A utilização de um grande número de resultados práticos de ensaios de resistência é de grande importância para a validação e calibração das normas e especificações técnicas existentes. O presente trabalho realizou uma análise comparativa entre as metodologias de estimativa de resistência à compressão de diferentes regiões produtoras de concreto. Foram utilizados os resultados dos ensaios realizados na construção do dique seco do Estaleiro Rio Grande para a realização da comparação entre as estimativas de resistência característica definidas pelas normas NBR 12655 [6], ACI 214R-02 [1] e NP-EN-206-1 [9].