Programa de Pós Graduação em Engenharia Civil. Departamento de Engenharia Civil, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto. / Submitted by giuliana silveira (giulianagphoto@gmail.com) on 2016-01-21T18:35:50Z No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO_AnáliseTeóricoExperimentalMistas.pdf: 4133712 bytes, checksum: f601988ab7a1cafbc3be3040ff8c4ebd (MD5) / Approved for entry into archive by Oliveira Flávia (flavia@sisbin.ufop.br) on 2016-01-25T14:57:40Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO_AnáliseTeóricoExperimentalMistas.pdf: 4133712 bytes, checksum: f601988ab7a1cafbc3be3040ff8c4ebd (MD5) / Made available in DSpace on 2016-01-26T15:26:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO_AnáliseTeóricoExperimentalMistas.pdf: 4133712 bytes, checksum: f601988ab7a1cafbc3be3040ff8c4ebd (MD5) Previous issue date: 2004 / O presente trabalho é uma continuidade as pesquisas na área de ligações em perfis de aço formados a frio desenvolvidas no Programa de pós-graduação em Engenharia Civil da Escola de Minas da Universidade Federal de Ouro Preto. Esta dissertação teve como objetivo determinar o comportamento de ligações mistas viga-pilar em perfis formados a frio a partir de estudos teórico experimentais da edificação de quatro pavimentos pertencente ao Projeto USIHAB, projeto este vencedor do 2º Prêmio USIMINAS de Arquitetura em Aço. Os estudos se basearam em análises estruturais e dimensionamentos desta edificação e em análises experimentais de ligações tipo do projeto. O programa experimental foi composto por cinco ensaios em três diferentes configurações de ligações mistas, que permitiram determinar as suas respectivas curvas momento x rotação e rigidezes. Também foram determinados os momentos fletores últimos, os campos de deslocamento e os campos de deformação dos protótipos ensaiados. Conhecida a rigidez de cada tipo de ligação mista realizou-se uma nova análise da estrutura, a partir da qual observa-se a redistribuição de esforços e a eficiência da ligação mista na mesma. ________________________________________________________________________ / ABSTRACT: The present work is a continuity the researches in the connections in cold formed steel members developed in the post-graduation Program in Civil Engineering of the School of Mines of the Federal University of Ouro Preto. This work had as goal determine the behavior of composite beam-columns connections in cold-formed steel profiles. An experimental and theoretical studies were developed using the building winner project of the 2th Prize Architecture in Steel, sponsored by USIMINAS, USIHAB Project. The studies based on structural analyses and design of this construction and experimental analyses of typical connections of the project. The experimental program had five tests in three different configurations of composite connections, which allowed to set curves as moment x rotation and rigidity. They also obtained the ultimate moments, the displacement field and the deformation field of the prototypes tested. A new analysis of the structure with the rigidity composite connection showed the redistribution of efforts and the efficiency of the composite connection.

Programa de Pós Graduação em Engenharia Civil. Departamento de Engenharia Civil, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto. / Submitted by Oliveira Flávia (flavia@sisbin.ufop.br) on 2016-01-27T18:26:08Z No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO_PassarelasUrbanasEstrutura.pdf: 9928793 bytes, checksum: 465adaa744f277788611195decb38b80 (MD5) / Approved for entry into archive by Oliveira Flávia (flavia@sisbin.ufop.br) on 2016-01-27T18:40:04Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO_PassarelasUrbanasEstrutura.pdf: 9928793 bytes, checksum: 465adaa744f277788611195decb38b80 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-01-28T12:31:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO_PassarelasUrbanasEstrutura.pdf: 9928793 bytes, checksum: 465adaa744f277788611195decb38b80 (MD5) Previous issue date: 2004 / Passarelas urbanas são pontes para pedestres que servem para promover a ligação entre duas áreas da cidade, separadas por algum obstáculo natural ou criado pelo homem. O desenvolvimento das cidades, o surgimento do transporte ferroviário no século 18 e do automóvel no século 20, provocou inicialmente uma necessidade de separação entre trafego de pedestres e de veículos. Com o crescimento desordenado das cidades e o aumento vertiginoso do tráfego de veículos, as vias destinadas a este tráfego tornaram-se verdadeiras barreiras aos pedestres, criando importantes rupturas no tecido urbano e grandes dificuldades de acessibilidade a diversas áreas da cidade. Assim as passarelas são hoje um equipamento de reconstituição do tecido urbano e instrumento de integração do pedestre ao espaço urbano. Por outro lado, o desenvolvimento da tecnologia do aço coloca a estrutura metálica como uma solução bastante eficaz para a construção das passarelas devido à sua grande versatilidade, leveza, facilidade e rapidez de montagem. O presente trabalho apresenta uma visão geral do tema passarelas urbanas em estruturas de aço, realizando um estudo que discute suas características, elementos componentes, e legislação existente no Brasil e no exterior. Analisa, a partir de uma série de aspectos, a questão estética referente à configuração física e expressão formal das passarelas, bem como os principais sistemas estruturais utilizados nas passarelas em estrutura de aço, abordando seu comportamento, principais características, adequação a vãos e principais pontos positivos e negativos referentes à sua utilização, execução e montagem. É apresentada também uma análise dos processos de concepção e projeto das passarelas, relatando-se algumas metodologias de planejamento e de estabelecimento dos principais critérios de definição de sua localização, de seus parâmetros de dimensionamento e estabelecimento de suas características físicas, além de discutir alguns dos principais problemas encontrados no seu planejamento, concepção e projeto. Um sistema de análise e estudo das variáveis objetivas e subjetivas, importantes no processo de definição do sistema estrutural a ser utilizado na concepção das passarelas em aço, é proposto através da utilização de matriz multicriterial, que avalia a adequação dos sistemas estruturais a aspectos referentes à localização, características pré-determinadas das passarelas e sua implantação. É apresentando um estudo de caso demonstrando a utilização do processo a partir da confrontação com uma passarela já executada em Belo Horizonte. Por fim são apresentadas as considerações finais e indicadas algumas possibilidades de desenvolvimento de trabalhos que aprofundem o estudo e conhecimento das passarelas em estrutura de aço, bem como seu processo de planejamento, concepção, projeto, execução e montagem. ______________________________________________________________________________________________ / ABSTRACT: Urban footbridges are pedestrian bridges which link two different parts of a city split by natural or man-made obstacles. The development of the modern city along with breakthroughs in rail transportation in the 18th century followed by the automobile in the 20th century created the necessity for the separation of pedestrian and vehicle traffic. Because of the random growth of cities and the increase in the number of vehicles, roads became true barriers to pedestrians causing major urban mesh ruptures and difficulty in access to different parts of the city. Therefore, today, footbridges serve as tools of urban mesh reconstitution vital in integrating the pedestrian to the urban space. Furthermore, the development of steel technology made the metallic structure an efficient solution to footbridges construction due to its light weight, versatility in assembly, ease of use and agility. This dissertation presents an overview of the urban footbridges using metallic structure, discussing its characteristics, components and legislation in Brazil and abroad regulating its use. This paper analyses, from a set of aspects, aesthetic questions related to physical configuration and formal expression. The main structural systems used in metallic structures, their behavior, main characteristics, span adequacy and significant positive and negative aspects concerning usage, construction and assembly are also investigated. An analysis of the processes of conception and design of footbridges is presented as well, setting down some planning methodologies and defining main criteria for location, size parameters and the establishment of physical characteristics while relating some of the main problems found in planning, conception and design. A system for analyzing and studying important objective and subjective variables important in the process of defining the structural system to be utilized in the design of footbridges is proposed. A multi-criteria matrix which evaluates the suitability of structural systems to location, pre-determined characteristics of footbridge and implantation is laid out. A case study is presented showing the usage of the process on a pre-existing footbridge in Belo Horizonte.Finally, some last considerations are presented and possibilities are indicated with respect to developing projects which go further in the study of metallic structure pedestrian overpasses and the processes of planning, conception, design, construction and assembly. Key-

Monitoramento da integridade estrutural (Structural health monitoring - SHM) está relacionado à implementação de alguma estratégia para a detecção de dano em estruturas de engenharia. Este estudo geralmente envolve a observação do sistema no tempo, utilizando amostras periódicas de medições da resposta dinâmica, a partir de um grupo de sensores, a fim de verificar alterações nos parâmetros modais, que podem indicar a presença do dano. Entretanto, especialmente para estruturas treliçadas, este processo tornase difícil principalmente porque nem todos os deslocamentos ou rotações nodais modelados numericamente podem ser medidos experimentalmente. Desta forma, o presente estudo tem por objetivo tratar algumas das ainda correntes questões dos sistemas de monitoramento da integridade estrutural baseados em registros de vibração. Primeiramente aborda-se um tema que, apesar de recentemente ter se mostrado importante, ainda apresenta muito poucos estudos: a influência da variação dos efeitos ambientais, especialmente a temperatura, sobre as características dinâmicas de estruturas. Com o intuito de verificar tal influência em pontes metálicas, os resultados apresentados por Ni et al. (2005) são utilizados para a realização de estudos de correlação, através de uma comparação entre equações de regressão linear e um modelo, proposto no presente trabalho, em Redes Neurais Artificiais (RNA). A seguir são estudados procedimentos de identificação estocástica de sistemas, passo fundamental para o monitoramento da integridade estrutural. Realiza-se uma revisão bibliográfica nesta área abordando a evolução dos métodos que utilizam apenas dados de resposta para a identificação. Enfoque principal é dado nos métodos de identificação estocástica de subespaço (SSI), pois se mostram os mais práticos e robustos para a determinação dos parâmetros modais da estrutura.Finalmente, o método dos vetores de localização de dano (Damage locating vector method- DLV), introduzido por Bernal (2002), é extensivamente discutido. Esta é umatécnica eficaz quando operando com um número arbitrário de sensores, modos truncados e em cenários de dano múltiplo, mantendo as operações numéricas simples. Além disto, a influência do ruído na precisão do método dos vetores de localização de dano é avaliada. Com o intuito de verificar o comportamento do método DLV perante diferentes intensidades de dano e, principalmente, na presença de ruído de medição, um estudo paramétrico é conduzido. Distintas excitações, como também diferentes cenários de dano, são numericamente testadas em uma treliça Warren contínua considerando um limitado conjunto de sensores, através de cinco níveis de ruído. Além disto, é proposto um caminho alternativo para determinar os vetores de localização de dano no procedimento do método DLV. A idéia é oferecer uma opção alternativa para a solução do problema utilizando um método algébrico amplamente difundido. A formulação original via decomposição em valores singulares é subsituída pela solução mais trivial de um problema de valores próprios. Isto é possível graças à relação algébrica entre a decomposição em valores singulares de uma matriz e a solução do problema de autovalores desta matriz pré-multiplicada por sua transposta. Os resultados finais mostraram que o método DLV, considerando a soluça alternativa, foi capaz de corretamente localizar as barras danificadas, utilizando dados somente de resposta da estrutura, mesmo considerando pequenas intesidades de dano e moderados níveis de ruído. / Structural health monitoring (SHM) refers to the implementation of some strategy for damage detection in engineering structures. This study generally involves the observation of a system over time using periodically sampled dynamic response measurements from a set of sensors in order to verify changes in modal parameters, which may indicate damage or degradation. However, especially for truss structures this process sounds difficulty mainly because not all nodal displacements or rotations in the numerical model can be experimentally measured. In this context, the present thesis aims to address some still current issues of the vibration-based structural health monitoring systems. Firstly it is introduced a subject that, although has recently shown important, still presents very few studies: the environmental effects, mainly temperature, on the structural modal properties. Seeking to address this influence on steel bridges, the results presented by Ni et al. (2005) are used to conduct correlations studies, comparing linear equation regression with an artificial neural network model (ANN), proposed in the present thesis. Procedures for stochastic systems identification are studied next, which is a fundamental phase for the SHM systems. A literature review in this field addressing the evolution of the methods that just use response data for identification is carried out. Main focus is given in the stochastic subspace identification methods (SSI), because they have been known as the most practical and robust methods to determine the structure’s modal parameters. Finally, the damage locating vector (DLV) method, introduced by Bernal (2002), is extensively discussed. This is a useful approach because is effective when operating with an arbitrary number of sensors, a truncated modal basis and multiple damage scenarios, while keeping the calculation at a low level. In addition, the noise influence on the accuracy of the damage locating vector method is evaluated. In order to verify the DLV behavior in front of different damages intensities and, mainly, in presence of measurement noise, a parametric study had been carried out. Different excitations as well as damagescenarios are numerically tested in a continuous Warren truss structure with a set of limited measurement sensors through five noise levels. Besides this, it is proposed another way to determine the damage locating vectors in the DLV procedure. The idea is to offer an alternative option to solve the problem with a more widespread algebraic method. The original formulation via singular value decomposition (SVD) is replaced by a common solution of an eigenvector and eigenvalue problem. This is possible thanks to the algebraic relationship between the singular value decomposition of a matrix and the eigenproblem solution of this matrix pre-multiplied by its transpose. The final results show that the DLV method, adopting the alternative, was able to correct locate the damaged bars, using an output-only system identification procedure, even considering small intensities of damage and moderate noise levels.

Este trabalho aborda ligações semi-rígidas com o objetivo de verificar a influência da flexibilidade na análise de estruturas metálicas, com o propósito de apresentar um modelo que represente o real comportamento das conexões assumindo uma situação intermediária entre totalmente rígida e totalmente flexível. Os procedimentos empregados para determinar as propriedades destas conexões estão embasados nos métodos descritos pelo anexo J do Eurocode 3 e recomendações do BCSA/SCI. Com intuito de automatizar o cálculo das conexões semi-rígidas foi implementado um programa computacional que fornece as propriedades necessárias das ligações entre vigas e pilares através da entrada de dados geométricos e especificações do material empregado. São abordadas ligações soldadas e ligações parafusadas com chapa de extremidade.O trabalho apresenta, ainda, uma avaliação da redistribuição de solicitações nas estruturas de aço. Fazendo a análise de um pórtico plano empregando molas rotacionais nos nós de encontro entre vigas e pilares inserindo a rigidez rotacional obtida através dos procedimentos numéricos apresentados neste trabalho. Esta mesma estrutura foi analisada da maneira tradicional, ou seja, considerando nós rígidos no encontro entre vigas e pilares. Através da analogia entre os resultados obtidos pelas duas análises é possível visualizar a diferença entre a distribuição nas solicitações. Dessa forma, é possível verificar a influência da rigidez das ligações na análise das estruturas metálicas. / This work approaches semi-rigid connections with the purpose to verify the influence of connections in the analysis of steel structures, with the intention to present a model that represents the real behavior of the connections assuming an intermediate situation between totally rigid and totally pinned. The used procedures to determine the properties of these connections are based in the described methods for the Annex J of the Eurocode 3 and BCSA/SCI. With intention to speed the calculations of the semi-rigid connections a computational program was implemented that supplies to the necessary properties of the connections between beams and columns through the geometric data entry and specifications of the employed material. They are boarded welded connections and connections bolted with extend end plate. The work presents, still, an evaluation of the new distribution of loads in the steel structures. Making the analysis of a plain frame using rotational springs between beams and columns inserting the gotten rotational rigidity through the presented numerical procedures in this work. This same structure was analyzed in the traditional way, that is, considering rigid we in the meeting between beams and columns. Through the analogy it enters the results gotten for the two analyses is possible to visualize the difference enters the distribution in the requests. Of this form, it is possible to verify the influence of flexibility in the analysis of the metallic structures.

Neste trabalho, apresentam-se as formas mais comuns de acidentes em silos buscando explicar as causas que ocasionaram o colapso. Trata-se de analisar a teoria e as recomendações de duas das principais normas para a determinação das pressões devidas aos grãos armazenados no interior do silo. Desenvolvem-se planilhas de cálculo para auxiliar o dimensionamento de um silo. Busca-se maximizar a força de tração admissível para cada espessura de chapa lateral com o intuito de obter silos mais leves e conseqüentemente mais econômicos. Da mesma forma, uma planilha de cálculo é apresentada para maximizar a força de compressão para diferentes espessuras de montantes. Um configurador de silo é apresentado no decorrer do trabalho, tendo como dados de entrada o diâmetro e altura do silo e obtendo as diferentes espessuras de chapa laterais com relação à altura bem como os diferentes montantes. Apresentam-se formas de análise de silos, quando vazios, submetidos à carga de vento e a necessidade de colocação de anéis de reforço na circunferência e sua distribuição na altura. Trata-se de analisar o efeito de silos quando vazios pelo método dos elementos finitos, levando em consideração a rigidez da chapa lateral. / In this work, some accidents in silos are presented and the causes are discussed. The theory and the recommendations of two standards for determination of pressure due to grain stored inside the silo are presented. Sheets for silos design are developed. The goal is to maximize the tension force in the silos lateral sheet for each thickness, in order to improve economical benefits. Similarly, another sheet is developed with the goal to maximize the compression force in the stiffeners for different thicknesses. A design sheet for silos is presented in the course of the work; diameter and height of the silo are the input data and different thicknesses of lateral sheet and stiffeners are output data. Different approach for empty silos considering wind loads are presented and the use of wind-rings are verified. Empty silos are examined by the finite elements method considering lateral rigidity of the lateral sheet.

Medições em túnel de vento e em escala real têm mostrado que as pressões do vento natural não estão totalmente correlacionadas espacialmente. O uso da Decomposição Ortogonal Própria (DOP) permite a obtenção dos desvios padrões das respostas da estrutura a partir da matriz de coeficientes de correlação espacial das pressões do vento nos diferentes pontos de tomadas em túnel. O método indicado pela NBR6123 - Forças devido ao vento em edificações supõe um vento de rajada totalmente correlacionado espacialmente dentro das dimensões da edificação. O objetivo deste trabalho é comparar a resposta estrutural obtida pelos métodos da Decomposição Ortogonal Própria (MDOP) e da NBR6123. Para tal foi escolhida uma estrutura tipo treliça espacial em arco semicircular com 53,00 m de largura, 26,50m de flecha e 92,80m de comprimento. A escolha da estrutura tipo treliça espacial tem o motivo de este tipo de estrutura possuir uma continuidade estrutural capaz de difundir o desvio padrão devido às pressões em uma tomada em uma extremidade da construção para uma resposta em um elemento estrutural na outra extremidade. Foi construído um modelo em escala reduzida para realização de ensaios no túnel de vento do Laboratório de Aerodinâmica das Construções (LAC) da Universidade Federal do Rio Grande do Sul - UFRGS. A partir daí empregou-se o MDOP para a obtenção da resposta estrutural e comparou-se com a resposta obtida pelo método da NBR6123. Os resultados demonstram que os distintos padrões de escoamento em torno do modelo resultam em um carregamento com níveis também distintos de correlação e que o MDOP é uma poderosa ferramenta de análise, permitindo um projeto mais seguro e otimizado da estrutura. / Both wind tunnel and real scale measurements have been indicating that the natural wind pressures are not entirely correlated spatially. The use of the Proper Orthogonal Decomposition (POD) allows the acquisition of the structural responses standard deviations from the wind pressures spatial correlation coefficients matrix on the various measurement points in a tunnel. The method shown by the "NBR6123 - Forças devido ao vento em edificações", on the other hand, assumes a gust of wind entirely correlated spatially. The objective of this study was to compare the structural response obtained by the proper orthogonal decomposition methods (POD) with that obtained by the NBR6123 methods. In order to do that, a spatial truss-type structure in semicircular arch was chosen, with a 53,00 m width, a 26,50 m arrow and a 92,80 m length. The choice for a spatial truss structure was made because it has a structural continuity capable of spreading the pressure's standard deviation from a given measurement point on one extremity of the construction, to a response in a structural element on the other extremity. A reduced scale model was built in the Laboratório de Aerodinâmica das Construções (LAC) from the Universidade Federal do Rio Grande do Sul - UFGRS -, in order to perform the tests. Then, the POD\ was employed to obtain the structural responses, which were compared to those obtained employing the NBR6123. The results show that the distinct flow patterns around the model result in a load with also distinct levels of correlation. In conclusion, the POD is a powerful analysis tool that allows a safer and optimized structural design.

Silos metálicos para armazenagem de diferentes tipos de produto são muito empregados no Brasil, isso faz com que compreender melhor o funcionamento deste tipo de sistemas estrutural possa levar a soluções mais inteligentes e econômicas. Com esse intuito no presente trabalho estudam-se as colunas de sustentação de um tipo de silo metálico para armazenagem de ração animal. Neste estudo as colunas foram analisadas seguindo as determinações da norma brasileira de dimensionamento de perfis conformados a frio e com modelos numéricos de diferentes níveis de complexidade. Primeiramente se estudou o perfil conformado a frio utilizado nas colunas dos silos através do método das faixas finitas e obtiveram-se as forças axiais de flambagem local e distorcional elástica. Estes valores foram utilizados no método da resistência direta para obtenção dos índices de esbeltez associados a estes modos de flambagem. Foram definidas as forças axiais de colapso, seguindo as metodologias da norma ABNT NBR 14762:2010 (método das larguras efetivas, seção efetiva e resistência direta) para diversos comprimentos do perfil. Foi desenvolvido um modelo numérico para cálculo via método dos elementos finitos, considerando não linearidades materiais e geométricas e imperfeições geométricas iniciais. Os resultados obtidos através deste modelo numérico foram comparados com os obtidos através da norma ABNT NBR 14762:2010. Após ajuste do modelo numérico se realizou um estudo paramétrico para conhecer a influência da rigidez de fixação, entre a coluna de sustentação e o corpo silo, na força de colapso do perfil. São aplicadas diversas condições de contorno com o objetivo de aproximar o modelo numérico das condições reais de fixação da coluna. Finalmente os resultados obtidos são utilizados para determinar a relação entre a força resistente do perfil e a força solicitante na coluna do silo segundo as condições usuais de segurança referentes aos estados-limites últimos determinados pela ABNT NBR 14762:2010. / Tubular steel silos for storage of different product types are widely used in Brazil. The knowledge of these structural systems can result to smarter and economic solutions. In this work is studied the structural columns of some bulk feed tanks with the national standard design code and numeric models with several complexity level. First were studied the cold-formed steel member used in the silo’s columns with the finite strip methods, and were obtained the elastic local/distorcional buckling axial forces. These values were used with the Direct Strength Method to find out slenderness ratios associated with these modes of buckling. The axial collapse forces were defined following the conception of standard ABNT NBR 14762:2010(using the methods of effective width, effective section and direct resistance) for several members’ lengths. A numeric model was development to calculate with finite elements method, considering materials and geometrics nonlinearities with initial geometric imperfections. The results obtained by this numeric model were compared with those obtained by the standard ABNT NBR 14762:2010. After the numeric model adjust, a parametric study was made to know the influences of the connection stiffness between the column and the silo’s cylindrical wall, in the member’s allowable axial strength. Several boundary conditions were applied with the main purpose to approximate the numeric model with the actual columns' end conditions. Finally the obtained results were used to determine the ration between the axial allowable strength and the required load on the silo’s columns by the usual safety conditions using the ultimate limit state determined by the ABNT NBR 14762:2010.

A análise do comportamento estrutural sob incêndio constitui uma parte importante da engenharia de proteção contra incêndio, especialmente no caso de estruturas de aço, por sua alta condutividade térmica e relativa esbeltez das seções. As dificuldades econômicas e práticas, associadas à avaliação do comportamento estrutural, por meio de ensaios em escala real, têm estimulado o desenvolvimento e uso de métodos de simulação numérica. Esta tese trata da simulação numérica do comportamento de estruturas de aço sob condições de incêndio e se divide em três partes. As duas primeiras partes foram desenvolvidas na Universidade de Liége, na Bélgica, usando-se o programa SAFIR como ferramenta numérica. A terceira parte foi desenvolvida de forma independente, na Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Na primeira parte, é feito um estudo comparativo entre o uso de elementos finitos de viga e de casca, na modelagem de vigas simplesmente apoiadas, sujeitas a flambagem lateral por torção. Os esforços de torção, presentes no caso de flambagem lateral, podem levar a uma plastificação da seção transversal e à conseqüente redução da rigidez à torção da seção. Da mesma forma, a degradação das propriedades do material, com o aumento da temperatura, leva à redução da rigidez à torção Havia dúvidas se o modelo com elementos de viga, com uma rigidez à torção constante, poderia fornecer uma resposta aceitável. O estudo mostrou que uma resposta com boa precisão pode ser conseguida, usando-se elementos de viga, desde que o módulo de elasticidade transversal seja ajustado para refletir seu valor correspondente à temperatura de falha. Isso implica um processo iterativo, uma vez que a temperatura de falha não é previamente conhecida. Por outro lado, a degradação da rigidez à torção, por efeitos de plastificação, pode ser ignorada. Na segunda parte, é feita a comparação entre as modelagens bidimensional e tridimensional, de galpões industriais de um andar, sob incêndio. Comumente, a estrutura de galpões industriais é composta por pórticos-tipo, dispostos em paralelo. A análise desses galpões é comumente feita pela simulação no plano do pórtico de aço ou, simplesmente, da treliça da cobertura Na análise bidimensional, importantes efeitos fora do plano são ignorados, como a redistribuição de esforços devido à degradação do material ou à expansão térmica, ou instabilidade lateral dos elementos. A importância desses efeitos e a adequabilidade do modelo 2D para representar o comportamento real são discutidas. Na terceira parte, um modelo numérico para a simulação tridimensional do comportamento de estruturas de aço sob incêndio é apresentado. O modelo é baseado no conceito de rótulas plásticas generalizadas, com modificações para melhor representar a formação e expansão da plastificação no elemento. A descrição cinemática adotada permite obter bons resultados, mesmo com o uso de poucos elementos. A determinação do vetor de esforços internos no elemento, incluindo os efeitos da temperatura, é detalhada. O procedimento foi validado por comparação com ensaios e com modelos numéricos mais sofisticados, como o programa SAFIR. Os resultados demonstram que o procedimento proposto pode ser usado como uma forma alternativa de análise 3D de estruturas sob incêndio, com precisão razoável e baixo esforço computacional.

Submitted by JOSEMAIRON PRADO PEREIRA null (josemairon@gmail.com) on 2017-01-19T20:29:20Z No. of bitstreams: 1 Dissertação Josemairon-2017.pdf: 6132986 bytes, checksum: 4e07982f33da2444e9441d9ccd421317 (MD5) / Approved for entry into archive by LUIZA DE MENEZES ROMANETTO (luizamenezes@reitoria.unesp.br) on 2017-01-23T11:59:42Z (GMT) No. of bitstreams: 1 pereira_jp_me_bauru.pdf: 6132986 bytes, checksum: 4e07982f33da2444e9441d9ccd421317 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-01-23T11:59:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 pereira_jp_me_bauru.pdf: 6132986 bytes, checksum: 4e07982f33da2444e9441d9ccd421317 (MD5) Previous issue date: 2016-12-14 / Diversos fatores podem afetar a fabricação e a montagem de estruturas metálicas, tais como os inerentes ao processo fabril, equipamentos, parâmetros de soldagem, consumíveis e o tipo de gás de proteção. Nesse ramo, as indústrias utilizam largamente a chapa dobrada, nos aços ASTM A36 e CSN Civil-300 para obter juntas soldadas de alta qualidade. Para isso, três variáveis precisam permanecer com baixa variabilidade e dentro de limites confiáveis: as propriedades mecânicas, a distorção e a corrosão na junta soldada. Este trabalho focaliza o processo de soldagem MAG, com o uso do braço robótico Motoman UP6, quanto ao comportamento do aço estrutural em relação a distorção, corrosão e as propriedades mecânicas na junta soldada. Diante disto, o perfil de aço ASTM A36 em chapa dobrada tipo U 100x50x3,0 mm e U 100x50x2,7 mm, formado no aço ARBL CSN Civil-300 foram aplicados ao processo de soldagem MIG/MAG. Neste processo, utilizou-se quatro tipos de juntas experimentais (com e sem ponteamentos), dois tipos de arames-eletrodos, AWS ER70S-3 e AWS ER70S-6, proteção gasosa de 75%Ar-25%CO2, e parâmetros de soldagem que permitiram manter constante a densidade de corrente. Para tanto, foram utilizados o método de escaneamento tridimensional para avaliação da distorção na junta soldada, o método de aceleração da corrosão por névoa salina para avaliação da corrosão, as propriedades mecânicas foram avaliadas baseando-se na medição de microdureza, além disso, foram feitas análise química e observação das imagens macrográficas dos aços ASTM A36 e CSN Civil-300 das juntas soldadas com os arames-eletrodos AWS ER70S-3 e AWS ER70S-6. Com relação aos resultados obtidos, verificou-se que a distorção apresentou deslocamento inferior a 0,45 mm na superfície da amostra. O aço CSN Civil-300 apresentou maior resistência a corrosão, com a menor perda de massa de 0,0018 mm/ano. A medida de microdureza, nessas uniões, evidenciou redução média de 13% usando o arame-eletrodo AWS ER70S-3 com cordões de soldas de aspectos visuais e composições químicas satisfatórias. / Several factors may affect the manufacture and building of metal structures, such as those inherent in the manufacturing process, equipment, welding parameters, consumables and the type of shielding gas. In this business, industries widely use the sheet bended in steel ASTM A36 and CSN Civil-300 for welded joints of high quality. For this, three variables need to remain with low variability and within reliable limits: the mechanical properties, distortion and corrosion the welded joint. This work focuses on the MAG welding process, using the robotic arm Motoman UP6, as the structural steel behavior in relation to distortion, corrosion and mechanical properties in the welded joint. Given this, the steel profile ASTM A36 bended plate type U 100x50x3,0 mm and U 100x50x2,7 mm, formed in HSLA steel CSN Civil-300 were applied of the MIG/MAG welding process. In this process, we used four types of experimental joints (with and without picking), two types of electrode wire AWS ER70S-3 and AWS ER70S-6, shielding gas 75%Ar-25% CO2, and with welding parameters which allowed maintaining constant the current density. Therefore, we used three-dimensional scanning method for evaluation of distortion in the welded joint, the method of accelerated corrosion by salt spray to evaluate the corrosion and mechanical properties were evaluated based on the microhardness measurement, in addition, analysis chemical and observation of the macrographics images of ASTM A36 and CSN Civil-300 steels welded together with the AWS ER70S-3 and AWS ER70S-6 electrodes wires. Regarding the obtained results, it was verified that the distortion introduced displacement of less than 0,45 mm on the sample surface. The Civil-300 CSN steel showed higher resistance to corrosion, with the lower mass loss of 0,0018 mm / year. The microhardness measurement at these joints showed 13% average reduction using AWS ER70S-3 electrode wire with visible chemical weld beads and satisfactory chemical compositions.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O objetivo deste trabalho é avaliar a importância do comportamento de estruturas dotadas de elementos de hastes de paredes delgadas, e o surgimento das tensões de bimomentos nas mesmas. Particularizações do estudo são feitas para pórticos planos e vigas dotadas de solicitações que induzem ao surgimento de empenamentos e deformações características de hastes delgadas, utilizando-se os métodos analíticos. Para a análise mais abrangente do surgimento das tensões de bimomentos, cisalhantes e do comportamento estrutural são feitas variações nas dimensões da seção transversal dos perfis de seção aberta. / This work intends to evaluate bimoments stresses in thin-walled structures mainly in beams and plane frames. External loads induce to warping and strains due to slenderness of thin profiles in open cross section, essential characteristics of a thin-walled structure. Analytical methods are employed in order to research the structural behavior and bimoments stresses, in a wider aspect that cannot be explained by the theory of thick-walled beams.