Orientadores: Ana Elisabete Paganelli Guimarães de Avila Jacintho, João Alberto Venegas Requena / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo / Made available in DSpace on 2018-08-11T12:43:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Simoes_Renato_M.pdf: 4003726 bytes, checksum: d64741e911e9a1baef5581cc04dec747 (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: O emprego das estruturas mistas está cada vez mais comum, pois as mesmas apresentam vantagens construtivas em relação às estruturas convencionais de aço ou concreto. Este sistema construtivo, ainda é novidade em muitos países, porém Japão e Estados Unidos da América que já fazem uso, atualmente estão desenvolvendo novas pesquisas para o aperfeiçoamento das técnicas de projeto e construção de tal sistema. Esta pesquisa visa estudar o efeito do confinamento presente nos pilares mistos tubulares circulares preenchidos com concreto verificando, assim, como e quanto há de interação entre o tubo metálico e o concreto de preenchimento sob o efeito de força axial de compressão comparando-os assim com os métodos de dimensionamento propostos pelas normas. O projeto de revisão da NBR 8800:2003 e o Eurocode 4:1994, na consideração do efeito do confinamento apresentam um dimensionamento inseguro, entretanto a especificação americana AISC ASD:1999, que não considera o confinamento apresenta resultados mais próximos daqueles encontrados nesta pesquisa. Nas comparações dos resultados experimentais com os resultados propostos pelas normas é notável a grande importância de uma consideração mais detalhada no dimensionamento da relação diâmetro / espessura das seções mistas. Nesta pesquisa o comportamento das seções mistas foi diferente para cada relação diâmetro / espessura proposta / Abstract: Not informed. / Mestrado / Estruturas / Mestre em Engenharia Civil

Dutos metálicos revestidos, enterrados e protegidos catodicamente, quando são instalados nas proximidades de linhas de transmissão e distribuição de energia elétrica, vêm apresentando problemas de corrosão, sendo esta atribuída às interferências de corrente alternada dispersas no solo. São muitos os critérios propostos na literatura para verificar se um duto está ou não sujeito a esse tipo de problema, mas tais critérios são contraditórios e ineficientes, uma vez que não levam em conta parâmetros termodinâmicos e não contemplam o acoplamento dos potenciais originados de corrente contínua com os potenciais oriundos de corrente alternada. O objetivo do presente trabalho foi estudar a corrosão causada por corrente alternada, selecionar um critério seguro de verificação da probabilidade de ocorrência dessa corrosão e desenvolver uma nova metodologia para a obtenção dos parâmetros necessários para a aplicação do critério proposto. Com base em uma ampla pesquisa bibliográfica, em resultados experimentais obtidos em laboratório e em campo, foi possível a seleção do seguinte mecanismo: a corrosão por corrente alternada é decorrente da oscilação do potencial da interface duto/solo que, dependendo do valor do pH nas suas vizinhanças, leva o sistema alternadamente ao domínio da corrosão e da imunidade ou alternadamente ao domínio da formação de óxidos (com e sem passivação) e da imunidade. Nessas condições, a corrosão do aço-carbono ocorre devido à irreversibilidade da reação Fe2+ + 2e- Fe, nos casos de alcalinização limitada, e à impossibilidade de formação de uma camada passiva protetora decorrente da flutuação de potencial entre o domínio de formação de óxidos e da imunidade, nos casos de alcalinização moderada. Como critério de verificação da ocorrência ou não de interferência de corrente alternada em dutos enterrados e catodicamente protegidos foi proposta, neste estudo, a obtenção da forma de onda do acoplamento entre os potencias originados de corrente contínua e os oriundos de corrente alternada sem a influência da queda ôhmica e a comparação do potencial de pico dessa forma de onda com o potencial estabelecido como limite aceitável do sistema de proteção catódica tradicional. Esta proposição foi feita com base na termodinâmica, o que garante que a previsão seja usada com mais segurança. Finalmente, foi desenvolvida uma sonda que, juntamente com uma instrumentação adequada, é capaz de fornecer a forma de onda do referido acoplamento em dutos enterrados e catodicamente protegidos, sem a interferência da queda ôhmica. / Corrosion problems have been observed in cathodically protected pipelines installed in the vicinity of high voltage power lines or electrical distribution systems. Many of these problems have been attributed to interferences coming from stray alternating currents. In the literature, there are many criteria proposed aiming at verifying the AC corrosion probability. However, such criteria are contradictory and ineffective since they do not take into account thermodynamic parameters and do not include the coupling of potential coming from direct current and the potential due to stray alternating current. The aim of this work was to study pipeline corrosion induced by stray alternating current, to select a safe criterion for the probability of this corrosion and to develop a new methodology for obtaining the required parameters for the application of the selected criterion. A broad literature review and the results obtained from a series of tests and analyses have allowed choosing the following mechanism: AC corrosion is a result of the fluctuation of the pipe/soil potential which, depending on the pH of the soil near the pipe, takes the system alternatively to the corrosion and to the immunity domains or alternatively to the oxide formation (with or without passivation) and to the immunity domains. Under these conditions, the corrosion of carbon steel occurs due to the irreversibility of the reaction Fe2+ + 2e- Fe reaction in cases of limited alkalinization and due to the impossibility of forming a protective passive layer caused by the potential fluctuation between the oxide formation and the immunity domains in cases of moderate alkalinization. In this study, a method to obtain the waveform of the AC+DC potential, without the ohmic drop, was proposed. The comparison of the peak potential of the AC + DC waveform with the potential value established as an acceptable threshold for traditional cathodic protection systems was used as a criterion for AC corrosion assessment. This criterion is proposed based on thermodynamic principles which ensure that the prediction is reliable. Finally, a probe was developed. This probe, along with a proper instrumentation, is able to provide the desired waveform for a safe application of the proposed criterion.

O alumínio, ou mais precisamente as ligas de alumínio, vem ganhando significativo espaço no mercado das construções metálicas, com aplicação nas estruturas e em componentes como telhas e painéis em geral. Características como a leveza, boa trabalhabilidade, elevada resistência mecânica e à corrosão colocam as estruturas de alumínio como vantajosas em relação às estruturas de aço em muitas situações. Enfatizando as características do material e o projeto estrutural, são apresentadas as ligas de alumínio, suas características e produtos disponíveis, e os fundamentos teóricos que constituem a base do dimensionamento das barras e das ligações. Com a ausência de norma brasileira para projeto de estruturas de alumínio, são apresentados e discutidos os requisitos da norma americana da Aluminum Association e as recomendações das usinas produtoras. / Aluminum or, more specifically, aluminum alloys, have been gaining a significant niche in the market of metal constructions, with applications in structures and in components such as roof tiles and panel in general. Characteristics such as workability, and high mechanical and corrosion resistance have placed aluminum structures in an advantageous position in relation to steel structures in many situations. Emphasizing characteristics of the material and Structural design, this work discusses aluminum alloys, their characteristics and the products available, as well as the theoretical fundaments that serve as the basis for the design of members and connections. Lacking a Brazilian code for the design of aluminum structures, the requirements of American code of the Aluminum Association and the recommendations of the manufactures are present and discussed.

Orientador: João Alberto Venegas Requena / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil / Made available in DSpace on 2018-08-03T17:23:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Minchillo_DanielaGrintaciVasconcellos_M.pdf: 4304194 bytes, checksum: 578d9bc4e3992a6df227aa6eb834c0db (MD5) Previous issue date: 2003 / Resumo: Neste trabalho, são apresentadas análises de ligações metálicas tubulares de placas de bases para pilares de perfis de seção circular através de modelagem pelo método dos elementos finitos. O Método dos Elementos Finitos é uma técnica que permite uma modelagem eficaz para a simulação do comportamento real das ligações em estudo. Para esta análise, foi utilizado o programa computacional ANSYS. Foram analisadas diferentes situações de carregamento na conexão pilar-placa de base, bem como vários tipos de enrijecedores e as respectivas distribuições de tensões obtidas para cada caso. O estudo foi desenvolvido de forma comparativa entre a modelagem computacional e as expressões analíticas encontradas em normas internacionais, destacando: AISC-Hollow Structural Sections (Connections Manual), AISC-LRFD (1996)-(Load and Resistance Factor Design) e o EUROCODE3 (1992). São apresentados exemplos numéricos, evidenciando as diferenças encontradas no estudo / Abstract: In this work finite element analysis of steel column base plate conections joining circular hollow sections are presented. The finite element method is a technique that allows investigating the real behavior of the studied connection. For this analysis, the computer program ANSYS was used. Different load situations had been analyzed in the base-plate connection, as well as various types of stiffeners and the respective distributions of tensions for each case. Different load situations had been analyzed in the base-plate connection, as well as various types of stiffeners and the respective distributions of tensions for each case. The study was developed in a comparative way between the computer modeling and the analytic expressions found in international codes, highlighting: AISC-Hollow Structural Sections (Connections Manual), AISC-LRFD (Load and Resistance Factor Design) and Eurocode3. Numeric examples are presented and compared to evidence the differences among the codes and procedures used in this study / Mestrado / Estruturas / Mestre em Engenharia Civil

Orientador: João Alberto Venegas Requena / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil / Made available in DSpace on 2018-07-25T19:49:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Mello_WagnerLuizde_M.pdf: 4672808 bytes, checksum: 30aa79964529aead8e96cc2c1fda8a99 (MD5) Previous issue date: 1999 / Resumo: Neste trabalho, utilizando processo numérico, são apresentadas análises de barras planas de aço, deformáveis por flexão e por força axial. Nestas análises, são considerados os efeitos da não linearidade geométrica da estrutura, da não linearidade física do material associados ao comportamento das conexões semi-rígidas. São apresentados os modelos para a consideração dos comportamentos não lineares, bem como, o desenvolvimento de toda a teoria utilizada. Um programa computacional foi desenvolvido, em teoria dos pequenos deslocamentos, para possibilitar a determinação dos parâmetros de instabilidade global da estrutura. A técnica empregada foi a matricial, utilizando funções de rigidez. Esta técnica possibilita análise considerando, simultaneamente, a não linearidade física e geométrica das barras com pouco esforço computacional. O regime inelástico foi considerado para barras axialmente solicitadas, predominantemente, utilizando as curvas de flambagem do CRC (Column Research Council), LRFD (American Institute of Steel Construction) e NBR 8800 (Associação Brasileira de Normas Técnicas). O comportamento .da relação momento-rotação, das conexões semi-rígidas, pode ser considerado de forma linear, rigidez constante da conexão, ou utilizando modelos para descrever seu comportamento não linear, rigidez da conexão dada de acordo com o momento na conexão. Além da análise, utilizando a teoria de segunda ordem, é apresentado um processo para encontrar a instabilidade global da estrutura, na qual será atingida quando um determinado carregamento provocar a degeneração da matriz de rigidez global da estrutura, ou seja, tomando-a singular...Observação: O resumo, na íntegra, poderá ser visualizado no texto completo da tese digital / Abstract: : In this work, utilizing numeric process, are presented analyses of plane steel frames, deformables by flexion and axial force. In this analyses, are considered the effects of the structure geometric nonlinearity, of the material physical nonlinearity associated to the behaviour of semi-rigid connections. Are presented the models to the consideration of the nonlinear behaviour, such as, the development of ali the theory utilized. A software was developed, in the theory of the small displacements, to enable the determination of the structure global instability parameters. The adopted technique was the matrix, utilizing the functions of stiffness. This technique possibility analysis considering, simultaneously, the physical and geometric nonlinearity of the frames with a small computational effort. The inelasticity was considered for frames axially requested, predominantly, utilizing the buckling curves of CRC (Column Research Council), LRFD (American Institute of Steel Construction) e NBR 8800 (Associação Brasileira de Normas Técnicas). The behaviour of the moment-rotation relationship, of the semi-rigid connections, can be considered in a linear way, initial connection stiffness, or utilizing models to describe its nonlinear behaviour, connection stiffness give according to the connection moment. Besides the analyses, utilizing second order theory, it is presented a process to find the structure global instability, which will be found when a certain loading provoke a degeneration of the global stiffness matrix of the structure, making it singular...Note: The complete abstract is available with the full electronic digital thesis or dissertations / Mestrado / Estruturas / Mestre em Engenharia Civil

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2015-11-18T15:40:47Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 21192293 bytes, checksum: 719ddf71e6c3d8f330d578a3c787e469 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-11-18T15:40:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 21192293 bytes, checksum: 719ddf71e6c3d8f330d578a3c787e469 (MD5) Previous issue date: 2015-03-13 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais / Este trabalho consistiu de um estudo amplo sobre o comportamento estrutural de vigas casteladas de aço com foco no Estado Limite de Flambagem do Montante de Alma (FMA). A pesquisa envolveu um programa experimental no qual 14 vigas de três padrões geométricos diferentes foram ensaiadas à flexão simples. O processo de análise experimental, que envolveu diversas etapas, desde a fabricação dos modelos e montagem dos experimentos até ao tratamento dos dados, evidenciou a importância do controle de qualidade na fabricação e do estabelecimento de valores para os limites de imperfeições geométricas iniciais para vigas casteladas. Os resultados experimentais permitiram a elucidação de diversas questões relacionadas ao comportamento estrutural de vigas casteladas sujeitas à FMA, bem como possibilitaram a calibração de modelos numéricos capazes de simular o comportamento da viga e o do montante de alma. Com os modelos numéricos realizados no ABAQUS foi realizado um estudo paramétrico cujos resultados viabilizaram a elaboração e ajustamento de modelos semiempíricos representativos das curvas de resistência à FMA para os principais padrões de vigas casteladas de aço. Os modelos propostos, para a determinação da capacidade resistente de vigas casteladas no estado limite último de FMA, permitem descrever de maneira realista o comportamento das vigas em regime elástico ou inelástico, possibilitando a obtenção de resultados mais econômicos e seguros que os dos modelos mais antigos existentes na literatura, contribuindo para o incremento da competitividade e da sustentabilidade da solução. Palavras-chave: vigas casteladas, flambagem do montante de alma, método dos elementos finitos, análise experimental, modelagem numérica, curvas de resistência. / This work presents of an extensive study on the structural behavior of castellated steel beams (CSB) focused on the ultimate limit state of web-post buckling (WPB). The research involved an experimental program in which 14 beams from three different geometric patterns were tested in bending. The process of experimental analysis, which involved several steps, from manufacturing of models and assembly of experiments to the processing of data, highlighted the importance of quality control in manufacturing and the establishment of values for the limits of initial geometric imperfections for CSB. The experimental results elucidate various issues related to the structural behavior of CSB subjected to the WPB and allowed the calibration of numerical models to simulate the behavior of the beam and the web post. With the numerical models in ABAQUS was conducted a parametric study, which made possible the establishment and adjustment of representative semi-empirical models of the WPB resistance curves for the main patterns of castellated steel beams. The proposed models, to determine the bearing capacity of castellated beams in the ultimate limit state of WPB, allow realistically describe the behavior of these beams in elastic or inelastic regime, making possible to obtain more economical and safe results than older models in the literature, contributing to increase the competitiveness and sustainability of the solution. Keywords: castellated beams, web-post buckling, finite element method, experimental analysis, numerical modelling, buckling curves.

Orientadores: Newton de Oliveira Pinto Júnior, João Alberto Venegas Requena / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo / Made available in DSpace on 2018-08-22T02:16:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_AugustoOttoniBuenoda_D.pdf: 10620003 bytes, checksum: 1ae2a0949d644fd7b3bdbee6ccba8b20 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: As treliças mistas em aço-concreto, alternativas bastante eficientes para vencer grandes vãos, são geralmente empregadas em edifícios comerciais e industriais, e, em pontes ferroviárias e rodoviárias. Em muitos casos, para que se possibilite a passagem de dutos, dificultada nos quadros com presença de diagonais, e construído um painel Vierendeel central; porem, em algumas situações, este único painel pode ser insuficiente, necessitando-se então a criação de novos painéis para satisfazer o uso que se pretende dar a construção. Neste sentido, o objetivo do estudo foi determinar através de um procedimento de calculo analítico e modelagens elástica bi-dimensional e plástica tri-dimensional, a capacidade resistente e o modo de ruptura de uma treliça tubular mista bi-apoiados com 15 metros de vão, sendo todo o terço central constituído por painéis Vierendeel. Em seguida, mantendo-se o vão de 15 metros e os perfis estipulados no dimensionamento, foi feita uma parametrização dos resultados para estruturas com 3, 7, 9 e 13 painéis. O estudo, desenvolvido para cargas de escritório, apontou a proporção vão/3 - vão/3 - vão/3 como a ideal para a relação entre trechos treliçado - Vierendeel - treliçado, pois ao se aumentar a proporção do trecho central ocupado pelos painéis Vierendeel, os novos sistemas perdem muita rigidez passando a não suportar mais a carga estipulada no projeto. Alem disso, podem passar a apresentar deslocamentos verticais excessivos e resistência às forcas cortantes externas atuantes sobre os painéis insuficiente / Abstract: The steel-concrete composite trusses, an efficient alternative to overcome large spans, are generally used in commercial and industrial buildings, and rail and road bridges. In many cases, in order to enable the passage of ducts, with complications in the frames with the presence of diagonals, a central Vierendeel panel is built, but in some situations, if this single panel may be insufficient, then one would need to create new panels to meet the intended use to build. In this case, the objective of the study was to determine, through analytical calculation, two-dimensional elastic modeling and three-dimensional plastic modeling, the bearing capacity and failure mode of a bi-supported truss with a 15 meter span, and the entire central third consisting of Vierendeel panels. Then, keeping the span of 15 meters and the sections determined in the design, a parameterization of the results was made for structures having 3, 7, 9 and 13 panels. The study developed for office loads, found the proportion span/3 - span/3 - span/3, as the ideal relationship for the truss - Vierendeel - truss lengths, because by increasing the proportion of the length occupied by the central Vierendeel panels, the new system loses stiffness and no longer support the load stipulated in the project. Furthermore, they can start presenting excessive vertical displacements and insufficient resistance to external shear forces acting on the panels / Doutorado / Estruturas / Doutor em Engenharia Civil

O presente trabalho aborda alguns aspectos estruturais e construtivos das estruturas metálicas espaciais. Inicialmente apresentam-se um breve histórico deste sistema estrutural, algumas informações gerais a respeito das classificações das estruturas espaciais, das \'tipologias\' para alguns dos sistemas mais utilizados, assim como exemplos de aplicação destas estruturas. A seguir discutem-se aspectos relativos à análise estrutural, com a apresentação de um breve roteiro de cálculo para uma cobertura em treliça espacial. Finalmente apresentam-se alguns resultados teóricos e experimentais relativos a barras comprimidas de inércia variável ao longo do comprimento. / In this work, some structural and constructional aspects of metal space structures are presented. lnitially, a brief review of this structural system is described together with some general informations about classifications, types and applications of usual systems. In addition, some aspects about structural analysis are discussed, presenting a brief guide for a space truss design. Finally, some theoretical and experimental results are illustrated for a case of axial compression members with variable stiffness.

Este trabalho apresenta um estudo sobre as estruturas metálicas espaciais abordando os seguintes aspectos: histórico e desenvolvimento, tipos, vantagens do sistema tridimensional e comportamento estrutural. Atenção especial é dispensada às tipologias de treliças espaciais mais comuns no Brasil, formadas por tubos circulares com variações de inércia nas extremidades. A influência da variação de inércia nas extremidades das barras no comportamento destes elementos isoladamente (resistência à compressão) e comportamento global da estrutura, foi estudada via elementos finitos. Descrevem-se vários sistemas de ligações patenteados utilizados em outros países e os comumente usados no Brasil. Apresentam-se resultados experimentais e teóricos de uma treliça espacial com dimensões em planta de 7,5 x 7,5 m. Na análise teórica foram considerados a variação de inércia nas barras e os efeitos da não linearidade geométrica. Analisou-se também, com as mesmas considerações anteriores, modelos de treliças espaciais de dimensões maiores que o modelo ensaiado. / This work presents a study of space steel structures including the following aspects: history and development, types, advantages of three-dimensional system and structural behaviour. It is given special attention to the most common types of space trusses in Brazil, composed of tubular sections bars with flattened ends. The influence of the variable stiffness on each element\'s behaviour (compressive strength) and on the global structural behaviour has been studied with the use of finite elements. Various patent connection systems used in other countries and those commonly used in Brazil are described. Experimental and theoretical results of a 7,5 m-long by 7,5 m-wide space truss are presented. In the theoretical analysis, variable stiffness and effects of geometrical non-linearity have been considered. Still applying the above considerations, larger space truss models have been also analysed.

Este trabalho apresenta resultados teóricos e experimentais sobre o comportamento estrutural de ligações parafusadas viga-coluna com chapa de topo. São estudados dois tradicionais métodos de dimensionamento e as ligações são analisadas numericamente, via método dos estados limites. Os resultados são comparados com os obtidos através de ensaios de 35 protótipos, nos quais variou-se, alternadamente, a espessura da chapa de topo e o diâmetro dos parafusos. Discute-se, em particular, a influência destes parâmetros no comportamento momento-rotação das ligações com chapa de topo e, ao final, apresentam-se as conclusões pertinentes e recomendações para o prosseguimento dos estudos. / This work presents the theoretical and experimental results on the structural behavior of bolted end plate connections. They are designed by two traditional methods and analyzed by the finite element method. Comparisons are made between the FEM results and those obtained by an experimental analysis on 35 cruciform welded profile models, in which end plate thickness and bolt diameter was alternately varied. Special attention is paid for evaluating the influence of these parameters in the moment rotation behavior of the connections. Finally, the remarks and conclusions are presented and some topics for posterior researches are suggested.