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.
- ItemConfiabilidade estrutural de vigas de concreto armado danificadas e recuperadas com lâminas de PRFC(2008) Paliga, Charlei Marcelo; Campos Filho, Américo; Real, Mauro de VasconcellosO objetivo deste trabalho é estudar a confiabilidade de vigas de concreto armado que sofreram uma perda de 10%, 20% e 30% na armadura tracionada de flexão, e foram recuperadas pela colagem, em suas faces tracionadas, de polímeros reforçados com fibras de carbono projetados segundo as recomendações da fib bulletin 14 “Externally bonded FRP reinforcement for RC structures”. Para avaliar a confiabilidade destas vigas foi empregado o método de simulação de Monte Carlo juntamente com um modelo não-linear de elementos finitos. Os resultados mostraram que a confiabilidade das vigas recuperadas ficou igual ou superior a confiabilidade das vigas originais.
- 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.
- ItemResponse variability in reinforced concrete structures with uncertain geometrical and material properties(2003) Real, Mauro de Vasconcellos; Campos Filho, Américo; Maestrini, Sergio RobertoThis paper presents a model for probabilistic analysis of reinforced concrete structures. The study considers the effects of structural geometric imperfections, as well as the materials’ mechanical properties variability on the response of beams and columns. The finite element method is combined with the Monte Carlo simulation method. The parameters of the analysis are represented as either random variables or as stochastic fields. After several simulations, the expected values and standard deviations of the deflections and of the rupture loads are evaluated. Finally, the variability of the response of the structure is investigated.
- ItemAnálise de uma fundação do tipo radier para equipamentos portuários(2004) Paliga, Charlei Marcelo; Real, Mauro de VasconcellosO objetivo deste trabalho é estudar o comportamento de uma fundação do tipo radier de concreto armado apoiado diretamente no solo (base elástica) sob a ação de cargas devidas a um guindaste portuário fixo, empregando o método dos elementos finitos. O concreto é modelado através de elementos finitos isoparamétricos quadráticos de oito nós. O modelo constitutivo do concreto é bidimensional, e inclui o comportamento não-linear do material e a fissuração. A armadura é considerada como uma camada mais rígida dentro do elemento de concreto, que apenas resiste a esforços axiais na direção das barras. Através do Princípio dos Trabalhos Virtuais é incluída uma base elástica contínua sob todo o elemento, para representar o solo. É apresentado um estudo de caso de fundação para guindaste portuário fixo, na forma de radier de concreto armado.
- ItemEstudo probabilístico da durabilidade das estruturas de concreto armado em ambiente marítimo(2004) Souza, Karen Nunes de; Guimarães, André Tavares da Cunha; Real, Mauro de VasconcellosVários modelos de durabilidade do concreto armado em ambiente marítimo utilizam o método de Monte Carlo sem considerar a influência do grau de saturação. O objetivo deste trabalho é realizar uma análise probabilística da durabilidade dessas estruturas situadas em ambiente marítimo utilizando o método de Monte Carlo, baseado na segunda lei de Fick e considerando a influência do grau de saturação. Diversos parâmetros envolvidos neste modelo são na realidade variáveis aleatórias, sendo que neste estudo, admitiu-se apenas o grau de saturação sob esta condição. Depois de realizadas inúmeras simulações de Monte Carlo, é feita uma análise estatística dos resultados obtidos. Através desta análise é possível determinar o valor esperado da vida útil da estrutura, sua variância e a probabilidade da vida útil ser inferior a um determinado valor especificado em projeto.
- 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.
- ItemAnálise de confiabilidade de grua automóvel portuária(2008) Nogueira, Oberdan Carrasco; Real, Mauro de VasconcellosO trabalho tem como objetivo realizar modelagem estatística do comportamento de falhas em função do tempo da Grua Automóvel Portuária Gottwald modelo HMK 280 E, propondo sugestões de melhorias visando o aumento da confiabilidade do equipamento. Primeiramente efetuou-se a análise dos Indicadores de Desempenho do setor de Manutenção, visando identificar quais equipamentos apresentam menores índices de Disponibilidade. Após análise, definiu-se como equipamento piloto a Grua Automóvel Gottwald, por apresentar maior Índice de Indisponibilidade.Após o correto entendimento do funcionamento do equipamento, realizou-se a análise dos dados de paradas corretivas, classificando as reais causas em função de seus subsistemas e modelando o comportamento de falhas de cada subsistema, e posteriormente, do equipamento, obtendo-se seus Indicadores de Performance. Em posse destes, realizaram-se simulações do sistema após a melhoria da Confiabilidade do subsistema crítico, chegando finalmente na estimativa de aumento na quantidade de movimentações de Containeres e nas melhorias propostas para que se consiga atingir esse aumento.
- 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.
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