Orientador : Renato Bertolino Júnior / Banca: Maximiliano Malite / Banca: José Antônio Matthiesen / Resumo: Este trabalho de pesquisa tem a finalidade de analisar o comportamento de edificações de aço. Essas edificações são constituídas de pórticos, espaçados igualmente no sentido longitudinal, considerando o conjunto telha - terça na sua contenção transversal e principalmente longitudinal. As telhas são fixadas nas terças e este conjunto é fixado ao pórtico, de maneira a garantir a sua funcionalidade como um painel rígido, ação diafragma. A análise estrutural é efetuada através do processamento numérico, e são analisadas edificações de aço com dimensões transversais de 10.0, 15.0 e 20.0 metros de vão, tendo o espaçamento longitudinal entre pórticos de 4.0, 5.0, 6.0 e 7.0 metros. Primeiramente são analisados os painéis laterais das edificações, e na seqüência a edificação como um todo com relação ao seu comportamento global. Para finalizar, uma vez definidas todas as características da estrutura, é avaliado o comportamento da edificação quanto ao seu estado limite de utilização, ou seja, a rigidez proporcionada pelo sistema convencional e a ação diafragma formada pelo conjunto telha - terça. / Abstract: This research work has the purpose to analyze the behavior of buildings in steel. Those buildings have been made by frames, with the same distance in the longitudinal direction, and used the purlin-sheeting system it your transverse restrain and mainly longitudinal. The sheetings are fastened on purlins and this system conected in the frame, in way to guarantee the functionality as a rigid panel, diaphragm action. The structural analysis is made through the numeric processing, and the steel buildings are analyzed with traverse dimensions of 10.0, 15.0 and 20.0 meters, and longitudinal dimension to the each other with 4.0, 5.0, 6.0 and 7.0 meters. Initially the lateral panels purlinsheeting system, are analyzed isolated, and in the sequence this system is connected to the building and analyzed with relationship the global behavior. Finally, once defined all the characteristics of the structure, the building behavior is evaluated with the limit state used, in other words, the proportionate rigidity for the braced system and the action diaphragm formed by the purlin-sheeting system. / Mestre

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2018-08-21T13:36:53Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 6319408 bytes, checksum: 09ae7a4bb464f2d0b02f0c69c6d33ee9 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-08-21T13:36:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 6319408 bytes, checksum: 09ae7a4bb464f2d0b02f0c69c6d33ee9 (MD5) Previous issue date: 2018-02-09 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Nas últimas duas décadas, avanços nas tecnologias de automação de corte e solda de aço tornaram novamente competitiva a fabricação de perfis alveolares de aço. Com esses elementos estruturais novamente disponíveis, e dado o seu grande apelo arquitetônico, tem-se observado o ressurgimento de um interesse crescente pela sua utilização. Assim, os perfis alveolares, que originalmente foram idealizados para serem utilizados como vigas, tem sido empregados sob novas condições de contorno e carregamento, tais como pilares e arcos, ainda não extensivamente estudadas. Neste trabalho, apresenta-se uma avaliação do comportamento de perfis castelados de aço sob o efeito de compressão axial, a partir de resultados obtidos de simulação numérica com modelos de elementos finitos desenvolvidos com o auxílio do software ABAQUS. A partir de uma análise comparativa de resultados numéricos e de resultados analíticos, obtidos com as formulações da ABNT NBR 8800:2008 e da EN 1993-1-1:2005, são propostos dois modelos semiempíricos que permitem estimar com boa aproximação a capacidade resistente de perfis alveolares à compressão axial. Estes modelos foram ajustados a partir da análise de regressão não-linear de resultados numéricos. Por fim, propõe-se um procedimento de cálculo, utilizando os modelos semiempíricos desenvolvidos, que pode ser utilizado em associação com a metodologia de cálculo vigente na ABNT NBR 8800:2008, e na EN 1993-1-1:2005 para a determinação da resistência à compressão axial de perfis castelados de aço. / In the last two decades, advances in steel cutting and welding automation technologies have made the steel castelatted beams manufacturing competitive again. With the availability of these structural elements again available, and given its great architectural appeal, there has been a resurgence of a growing interest in the use of them buildings in general. Thus, castellated beams, which were originally designed to be used as beams, have been used under new boundary conditions and loading configurations, such as columns and arches, not yet extensively studied. In this work, an evaluation of the behavior of steel castellated beams under the effect of axial compression is presented, based on results obtained from numerical simulation with finite element models developed with the aid of ABAQUS software. From a comparative analysis of numerical results and analytical results, obtained with the equations of ABNT NBR 8800:2008 and EN 1993-1-1: 2005, two semi-empirical models are proposed, allowing a good estimative of the resistant capacity of profiles to axial compression. These models were adjusted by means of non-linear regression analysis of numerical results. Finally, it is proposed a simple calculation procedure, using the semi-empirical developed models, that can be used in association with the current calculation methodology present in the Brazilian standard, ABNT NBR 8800:2008, and in the European standard, EN 1993-1-1:2005, for the determination of the design compressive strength of castellated beams.

Orientadores: Francisco Borges Filho, Silvia Aparecida Mikami Gonçalves Pina / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo / Made available in DSpace on 2018-08-14T19:39:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Borsato_KarenTostes_M.pdf: 36279316 bytes, checksum: 0ec83c2265143394abddde3b4095bc42 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: As soluções adotadas durante a concepção arquitetônica têm amplas repercussões em todo o processo de projeto e a falta de conhecimento dos princípios determinantes na concepção da estrutura metálica pelo arquiteto é um dos fatores que influencia a pouca utilização deste material. O domínio sobre as especificidades da produção arquitetônica em aço é imprescindível para o correto processo de projeto e garante subsídios para projetistas, que deveriam ser iniciados na formação do arquiteto. Para tanto, o objetivo dessa dissertação é entender como ocorre a integração da arquitetura no processo de projeto e evidenciar quais são os requisitos e peculiaridades da arquitetura em aço. A pesquisa aborda a integração da arquitetura e a concepção do projeto a partir de uma revisão bibliográfica com temas correlatos e um estudo de campo que contribuiu para viabilizar o projeto em aço. A partir dessa revisão, analisou-se arquitetos selecionados de acordo com o envolvimento na produção em aço de modo a demonstrar a metodologia de projeto de cada profissional, possibilitando a posterior análise e comparação de similaridades e divergências. A partir da metodologia dos casos estudados, este trabalho colaborou com o aprimoramento de idéias e descobertas por parte dos profissionais de arquitetura das características e propriedades do aço, permitindo um entendimento da condução do processo de projeto em torno das diretrizes e premissas que garantem a integração das estruturas metálicas na concepção do projeto arquitetônico. Nesse contexto, o produto desta pesquisa envolveu o aumento das inter-relações entre arquitetos e processos de projeto que incluem com sucesso o uso da estrutura metálica. / Abstract: The used solutions during the architectural conception have wide repercutions in the whole design process and the architect's lack of knowledge regarding the principles for defining the steel structure's design is one of the factors influencing the non-use of this material. The know how of steel production's peculiarities is required for a correct design process and garantees a support for architects and engineers which should be acomplished in their graduation. Thus, the purpose of this research is to understand how the design process integrates with arquitecture and also to put in evidence the steel architectures requirements and peculiarities. From this review, previously selected architects were analyzed to show the design process of each of these professionals alowing later analysis and comparison of their similarities and differences. Thus, based on studied cases' methodology this work collaborated with architects' improvement of ideas and discoveries concerning steel's characteristics and properties, allowing the understanding of design's practice in steel construction from a survey around the guidelines that ensure steel structures and architectural projects design integration. / Mestrado / Arquitetura e Construção / Mestre em Engenharia Civil

Estima-se que existam cerca de seis mil edifícios tipo caixão na região metropolitana do Recife que apresentam estrutura em situação de risco. Cerca de doze edifícios colapsaram espontaneamente, treze foram demolidos e dezenas de outros foram constatadas manifestações patológicas graves, motivando suas interdições. Este trabalho apresenta uma metodologia para o enfrentamento do problema, contemplando não apenas os aspectos técnicos, mas questões referentes aos riscos. Com isso se espera eliminar o estigma dessas edificações e resgatar a dignidade e segurança dos moradores dos prédios, através de um trabalho que tenham como base conceitos técnicos e científicos consagrados na Engenharia. A solução para o problema trata-se de uma proposta de criação de uma estrutura metálica a ser implantada nos prédios construídos em alvenaria resistente, em casos de falência das alvenarias que originalmente serviram de suporte para cargas que atuam na referida obra. Esta estrutura foi modelada e dimensionada pelo programa computacional Metálica 3D, apresentando resultados que responderam com total segurança todas as ações de carregamento que atuam nesse tipo de edificação para a modelagem adotada. Espera-se que a solução aqui proposta tenha um impacto social bastante significativo, dado a ocorrência de diversos acidentes com edifícios desta natureza, construídos em alvenaria resistente com a utilização de tijolos de vedação, vulgarmente conhecidos como prédios caixão / One can estimate that there are approximately six thousand four storey residential box-type buildings in Recife Metropolitan Region which presents structures in risk situation. Among those buildings, twelve collapsed spontaneously, thirteen were demolished and in many others it was observed serious pathologies that demanded restrictions to their occupation. This work presents a methodology to deal with this problem, contemplating technical aspect as well as risks issues. One expects to eliminate the stigma of these buildings and to contribute to give dignity and security back to their inhabitants through a work that must be done based on technical and scientific concepts accepted worldwide in structural engineering. The solution to the problem consists of a proposal to create a steel structure to be installed in such building that, in case of collapse of their support walls, should carry all loads that act on them. This solution was modeled and designed using a software called Metálica 3D, showing results that assure security to all load cases that usually act in this type of structure. One expects that the proposed solution can generate significant social impact, due to the occurrence of several accidents with this type of buildings constructed with non structural bricks carrying loads beyond its own weight

Atualmente no Brasil a utilização de perfis metálicos em fundações profundas vem aumentando consideravelmente. A produção padronizada de acordo com normas específicas recentes tem influência direta nessa mudança de cenário, visto que o uso de perfis metálicos apresenta algumas vantagens quando comparado com outros tipos de estacas para certas características de subsolo. A NBR 6122:2010 - Projeto e Execução de Fundações recomenda que o sistema de transferência dos esforços (de compressão, horizontais, de tração e momento) do bloco de coroamento para as estacas metálicas deve ser estudado e detalhado juntamente com o projetista da estrutura. O tipo de ligação pode ser por chapas, fretagem ou através de vergalhões soldados com a finalidade de efetuar transferência de esforços por aderência. O modelo de bielas e tirantes pode ser utilizado para o dimensionamento do bloco sobre estacas. Onde admite que a carga recebida pelo bloco originária do pilar é transmitida internamente até as estacas por elementos de concreto comprimidos delimitados pelos caminhos das tensões principais de compressão. Levando em conta que a seção transversal de um perfil metálico possui pequena área quando comparado com os demais tipos de estacas a solução de ligação por contato direto pode resultar em elevadas tensões entre os materiais envolvidos na ligação. Com o objetivo de analisar o comportamento dessa ligação, foram modelados através de elementos finitos, dois blocos sobre quatro estacas metálicas com ligações através do uso de chapas auxiliares sobre as estacas do bloco 1 e por contato direto das estacas no bloco 2, além do cálculo de um modelo pelo método analítico. Os resultados obtidos mostram a viabilidade na segurança estrutural no uso da ligação de perfis metálicos com bloco de coroamento em concreto armado por contato direto, ao menos para os modelos adotados, e sua compatibilização com o modelo de bielas e tirantes utilizados no dimensionamento estrutural de blocos. / Currently in Brazil the use of metal profiles in deep foundations is increasing considerably. The standardized production according to recent specific rules has a direct influence on this change scenario, since the use of metal profiles has some advantages when compared to other types of cuttings for certain subsurface features. The NBR 6122: 2010 - Design and Execution of Foundations recommends that the stress transfer system (compression, horizon, traction and momentum) of the crowning block for the metal stations should be studied and detailed together with the designer of the structure. The type of bond may be a bars, or by haulage rods welded in order to make efforts for adhesion transfer. The strut and tie model can be used for sizing the pile cap on which admits the load received by block originating internally of the pillar is transmitted to the piles by compressed concrete elements delimited by the paths of the main compression stresses. Taking into account the cross section of the metal profile has small area when compared to the other types of cuttings binding solution with plate can compensate for this lower area of value increasing contact between the metal materials and the concrete pile cap. With the objective of analyzing the behavior of this connection, two pile cap on four metal stakes were modeled through finite elements with connections through the use of auxiliary plates on the stakes of pile cap 1 and by simple soaking of the stakes in pile cap 2, besides calculation of the model by the analytical method. The results show the feasibility of structural safety in the use of bonding of metallic profiles with crown pile cap in reinforced concrete by simple embedding, at least for the models adopted, and its compatibility with the model of rods and tie rods used in the structural design of pile cap.

Este trabalho objetiva o estudo e a aplicação de um método de monitoramento da integridade de uma estrutura metálica baseado em ondas Lamb. Para o monitoramento são utilizadas pastilhas piezoelétricas, em função de seu baixo custo monetário. As pastilhas são utilizadas como atuadores e receptores empregando a propriedade dos materiais piezoelétricos que associa a impedância elétrica coma impedância mecânica. O mecanismo da análise parte da criação de um sinal formado por um pulso elétrico no formato de ondas Lamb e sua aplicação em uma pastilha piezoelétrica fixada na estrutura em estudo, causando uma vibração que se propaga ao longo do elemento estrutural. Segue na captação dessa vibração por outra pastilha piezoelétrica também acoplada à estrutura que a converte em um sinal e finaliza na interpretação desse sinal. A onda Lamb que gera o pulso de excitação enviado ao elemento piezoelétrico é uma função Wavelet. A estrutura é monitorada em seu estado íntegro e em seu estado danificado. Com base nos estudos de vibração e uso da Transformada de Wavelet Contínua, comparam-se as leituras de sinais obtidos em ensaios realizados na estrutura íntegra em seguida na estrutura danificada. Utilizando uma métrica que correlaciona essas leituras, definida como Índice de Dano, verifica-se se o método detecta a existência de dano na estrutura. São executados três experimentos consistindo em uma estrutura formada por uma única viga metálica onde são fixados atuadores e receptores em posições variadas. Insere-se um parafuso em sua constituição, com a função de simular o dano. A estrutura contendo o parafuso configura seu estado íntegro e quando o parafuso é retirado da estrutura, tem-se o estado danificado. Os resultados dos ensaios permitem a avaliação qualitativa da detecção, em função da distância relativa à posição do dano. Também se utiliza um acelerômetro como receptor, visando obter um fator de comparação para os resultados obtidos. Decorrente da quantidade de dados observados se utiliza um tratamento estatístico com medidas resumo e dispersões para a análise. Conclui-se que a metodologia apresentada utilizando a técnica das ondas Lamb em conjunto com a aplicação do Índice de Dano produz resultados satisfatórios e pode ser utilizada como uma alternativa na interpretação de sinais onde o objetivo é a detecção de danos, visto que a metodologia foi capaz indicar a existência do dano independente da sua posição na estrutura proposta. / This work aims at the study and application of a method of monitoring the integrity of a metal structure based on Lamb waves. For monitoring piezoelectric pads are used, in function on your low monetary cost. The pellets are used as actuators and receivers using the property of piezoelectric materials that associates the electrical impedance with mechanical impedance. The analysis part of the creation of a sign consisting of an electrical pulse in the Lamb waves and your format application in a piezoelectric structure mounted insert in study, causing a vibration that propagate along the structural element. Follows on the uptake of this vibration for piezoelectric other pad also coupled to the structure that converts it into a signal and terminates in the interpretation of this signal. The Lamb wave that generates the excitation pulse sent to the piezoelectric element is a Wavelet function. The structure is monitored in your healthy state and in your damaged state. Based on studies of vibration and use of Continuous Wavelet transform, compare the readings of signals obtained in trials conducted in full structure then the structure damaged. Using a metric that correlates these readings, defined as Damage index, the method detects the existence of damage to the structure. Three experiments are performed. The experiments consisting in the analysis of a structure formed by a single metal beam where actuators and receptors are disposed in various positions. Was inserted a screw in your Constitution, with the function to simulate the damage. The structure containing the screw configures your healthy state and when the bolt is removed from the structure, has been damaged. The results of the tests allow the qualitative evaluation of the discovery, on the basis of distance on the position of the damage. Also uses an accelerometer as a receiver, in order to obtain a comparison factor to the results obtained. Due to the amount of observed data was using a statistical summary measures treatment and dispersions for the analysis. It is concluded that the methodology presented using Lamb wave technique in conjunction with the application of the index of damage produces satisfactory results, and can be used as an alternative in the interpretation of signs where the goal is the detection of damage, Since the methodology was able to indicate the existence of damage regardless of your position in the proposed structure.

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:27:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 6709144 bytes, checksum: 1cb4451133554b21ed5870ca88d67cad (MD5) Previous issue date: 2010-08-13 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The durability performance of multi storey buildings of steel structure is closely associated to the executive project planning in order to provide systems which are exposed to external conditions. The aim of this research was to present a methodological proposal for the design of masonry veneer systems for steel structure of institutional buildings which present high performance regarding durability. In order to execute this proposal, the performance of the veneer system of four institutional buildings at UFV campus was evaluated through building pathologies examination. Buildings which presented variations on the type of connections between masonry and structure, the type of masonry veneer and the type of façades finishes were surveyed. Then, the designed information was confronted with the construction method applied for the masonry veneer details. The confrontation was used to develop sequential procedures to assist the development of a masonry veneer design which aims to prevent pathologies in steel structure. Finally, two building projects were developed using the proposed methodology in a practical design process. / O desempenho de edifícios quanto à durabilidade está relacionado com a previsibilidade dos projetos executivos em planejar sistemas com vistas à condição de exposição ambiental a qual os mesmos estarão submetidos. O objetivo deste trabalho foi desenvolver uma proposta metodológica para o projeto de sistemas de fechamento em alvenaria para edifícios institucionais com estrutura de aço, que proporcione um bom desempenho quanto à durabilidade da estrutura e do fechamento. Para subsidiar esta proposta metodológica, avaliou-se o desempenho dos sistemas de fechamento de quatro edifícios institucionais construídos no Campus de Viçosa da Universidade Federal de Viçosa por meio da vistoria técnica de suas manifestações patológicas. Buscaram-se edifícios que apresentassem variações no tipo de fechamento, no tipo de ligações alvenaria-estrutura e no tratamento dado às fachadas. Avaliaram-se as informações de projeto destes edifícios e a eficácia dos detalhes arquitetônicos produzidos. Com base nestas informações, determinou-se a qualidade das práticas de projeto e produziu-se uma seqüência de procedimentos para o desenvolvimento de projetos de sistema de fechamento em alvenaria com vistas à prevenção do surgimento de manifestações patológicas. Para fins de teste demonstrou-se, por meio de dois casos de projetos de sistemas de fechamento, a aplicação desta proposta metodológica.

Made available in DSpace on 2017-06-01T17:57:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dissertacao_adelmo_siqueira.pdf: 4077806 bytes, checksum: ca805c61a0f188f3cccb3e4d045ee770 (MD5) Previous issue date: 2010-12-01 / One can estimate that there are approximately six thousand four storey residential box-type buildings in Recife Metropolitan Region which presents structures in risk situation. Among those buildings, twelve collapsed spontaneously, thirteen were demolished and in many others it was observed serious pathologies that demanded restrictions to their occupation. This work presents a methodology to deal with this problem, contemplating technical aspect as well as risks issues. One expects to eliminate the stigma of these buildings and to contribute to give dignity and security back to their inhabitants through a work that must be done based on technical and scientific concepts accepted worldwide in structural engineering. The solution to the problem consists of a proposal to create a steel structure to be installed in such building that, in case of collapse of their support walls, should carry all loads that act on them. This solution was modeled and designed using a software called Metálica 3D, showing results that assure security to all load cases that usually act in this type of structure. One expects that the proposed solution can generate significant social impact, due to the occurrence of several accidents with this type of buildings constructed with non structural bricks carrying loads beyond its own weight / Estima-se que existam cerca de seis mil edifícios tipo caixão na região metropolitana do Recife que apresentam estrutura em situação de risco. Cerca de doze edifícios colapsaram espontaneamente, treze foram demolidos e dezenas de outros foram constatadas manifestações patológicas graves, motivando suas interdições. Este trabalho apresenta uma metodologia para o enfrentamento do problema, contemplando não apenas os aspectos técnicos, mas questões referentes aos riscos. Com isso se espera eliminar o estigma dessas edificações e resgatar a dignidade e segurança dos moradores dos prédios, através de um trabalho que tenham como base conceitos técnicos e científicos consagrados na Engenharia. A solução para o problema trata-se de uma proposta de criação de uma estrutura metálica a ser implantada nos prédios construídos em alvenaria resistente, em casos de falência das alvenarias que originalmente serviram de suporte para cargas que atuam na referida obra. Esta estrutura foi modelada e dimensionada pelo programa computacional Metálica 3D, apresentando resultados que responderam com total segurança todas as ações de carregamento que atuam nesse tipo de edificação para a modelagem adotada. Espera-se que a solução aqui proposta tenha um impacto social bastante significativo, dado a ocorrência de diversos acidentes com edifícios desta natureza, construídos em alvenaria resistente com a utilização de tijolos de vedação, vulgarmente conhecidos como prédios caixão

O presente trabalho apresenta uma análise numérica do desempenho térmico de painéis construídos utilizando o sistema light steel framing (LSF) submetido a ação térmica decorrente de um incêndio. O objeto de estudo foram painéis utilizados na construção de duas casas modelo localizadas na Universidade Tecnológica Federal do Paraná campus Curitiba, construídas com materiais disponíveis comercialmente no Brasil e as análises utilizaram propriedades disponibilizadas pelos fabricantes e pela norma brasileira. A análise numérica foi realizada no software ANSYS, com base no método dos elementos finitos em análise térmica transiente. O modelo foi validado com base em comparação com análises experimentais pesquisadas na literatura. Quatro painéis obtidos das casas modelo foram analisados. Os painéis que utilizaram lã de PET para preenchimento da cavidade foram também analisados com preenchimento de lã de vidro. Um painel simples, com a cavidade preenchida por ar foi analisado para ser usado como referência. Por fim, com a utilização de coeficientes de redução da resistência ao escoamento propostos pela ABNT NBR 14323:2001, determinou-se a redução da resistência do aço do perfil de acordo com o tempo de exposição ao incendio e o tempo de resistência ao fogo dos perfis. Com base nos resultados obtidos é possível afirmar que mesmo para os paneis com pior desempenho, a proteção obtida pode ser suficiente, a depender do carregamento aplicado ao montante e do Tempo requerido de resistência ao fogo necessário. O presente trabalho apresenta informação relevante sobre o desempenho térmico em situação de incêndio do sistema LSF constituído com materiais brasileiros. / The thermal performance of light steel framing (LSF) panels was the objective of this study. The study subject was panels used in the construction of two model houses located at Federal Technology University – Parana, built with materials commercially available in Brazil. The analysis was set with material properties from the manufacturer and in compliance with the Brazilian regulation, using the finite element method for a transient thermal analysis. The model validation was based on experimental tests available in the literature. Based on the validated model, the four panels have been analyzed. Two of the panels used PET wool in the cavity for insulation and the analysis was repeated with them replacing it for glass wool. A panel with no insulation was also analyzed to be used as reference. Based on the analysis results and the resistance reduction coefficients proposed by ABNT NBR 14323:2001, the resistance decrease of the studs due to the fire exposure and the panels resistance to fire were determined. Based on the obtained results, it can be affirmed that, depending on the applied load and the required Equivalent time of fire exposure, even the less protective configuration of the panels presented can be viable. The current study presented relevant information about the performance of LSF manufactured in Brazil when exposed to fire.