Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Infraestrutura e Desenvolvimento Energético - PPGINDE/NDAE/Tucuruí

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Acesso aberto (Open Access)
Análise do comportamento de 3 pontes mistas em obras rodoviárias sujeitas à prova de carga estática
(Universidade Federal do Pará, 2023-03-01) SILVA, Paulo Roberto Fontes da; PEREIRA FILHO, Manoel José Mangabeira; http://lattes.cnpq.br/4765401390604065; https://orcid.org/0000-0001-9622-3863; LIMA NETO, Aarão Ferreira; http://lattes.cnpq.br/0287664572311345; https://orcid.org/0000-0002-5911-1368
Ao longo da BR 230/PA, algumas pontes tiveram suas construções interrompidas há cerca de 20 anos, e com a finalidade de prover critério de avaliação às obras de pontes rodoviárias com estrutura mista em aço e concreto é que se propõe a metodologia em epígrafe. Como critério de aceitação utilizou-se de provas de carga de naturezas estática, em pontes rodoviárias com estrutura mista através de ensaios característicos, por intermédio de instrumentação com utilização de extensômetros e LVDT’s (Linear Variable Differential Transformer), definindo-se os deslocamentos e deformações nos elementos estruturais da OAE (Obra de Arte Especial), com posterior modelagem computacional do modelo estrutural da ponte, tendo como objetivo avaliar o desempenho das pontes em serviço, tal como estabelecido na modelagem estrutural ao fulcro do projeto da OAE, que foram dimensionadas para um trem-tipo TB-45 (veículo-tipo de 450 kN de peso total), segundo a NBR 7188 (2013). Para monitorar os deslocamentos foram utilizados LVDT’s, posicionados no meio do vão e 1⁄4 do vão das longarinas centrais, assim como os extensômetros alocados nas vigas de aço, contraventamento e nas barras de aço CA-50 dos pilares com verificação das deformações das referendadas peças estruturais. Como resultados fora realizada uma avalição das condições de serviços da ponte, confrontando os resultados experimentais das provas de carga estática com as previsões teórico-computacionais de modo a validar os modelos utilizados, em geral, as deformações observadas experimentalmente foram menos intensas que as estimativas teóricas. Tal fato corrobora para a concordância com a maior rigidez dos elementos estruturais, convalidando os resultados experimentais, pois apresentaram comportamento semelhante ao teórico, no entanto em menor intensidade das OAE’s estudadas. Destarte, os resultados experimentais e teóricos-computacionais foram comparados com os normativos internacional sendo as razões de deslocamento máximo, deslocamento residual e deformação. A resposta experimental apresentou comportamento semelhante, para as pontes sobre os rios Arataú, Anapú e Poraquê, ao previsto teoricamente. Quanto ao normativo internacional os resultados foram divergentes, principalmente nas normas Turca, Espanhola e Alemã, devendo-se as condições de contorno impostos as referendadas normas.
Acesso aberto (Open Access)
Análise experimental do desempenho de conectores de cisalhamento de vergalhões dobrados para estruturas mistas via ensaios push-out
(Universidade Federal do Pará, 2022-11-25) SOUSA, Vanessa Carolaine de; LIMA NETO, Aarão Ferreira; http://lattes.cnpq.br/0287664572311345; https://orcid.org/0000-0002-5911-1368
Os avanços na construção civil trazem consigo o desenvolvimento de novas técnicas e materiais que otimizam o processo construtivo. Neste contexto, surgem as estruturas mistas de aço e concreto que fazem uso otimizado do aço e concreto, através do trabalho conjunto dos materiais, expondo a parte metálica aos esforços de tração e o concreto aos esforços de compressão. Conectores de cisalhamento são essenciais nas estruturas mistas de aço e concreto eles garantem a interação entre os materiais e a transferência de esforços, tornando as estruturas mais leves, resistentes e duráveis. É importante entender seu funcionamento e buscar novos materiais e tecnologias para otimizar as estruturas. Neste sentido, esta pesquisa da continuidade às pesquisas de Souza (2019) e Barbosa (2016) que estudaram conectores de cisalhamento confeccionados com vergalhões de aço CA-50 dobrados. O programa experimental conta com 7 modelos (variando-se a bitola das barras, taxa de armadura e a inclinação dos conectores em relação a mesa do perfil metálico) que foram ensaiados de acordo com as recomendações da norma Eurocode 4 (2004). Destes 7 modelos, 2 foram confeccionados com vergalhão de 12,5 mm (modelos A1 e A2), 2 de 10,0 mm (modelos B1 e B2), 2 de 8,0 mm (modelos C1 e C2) e 1 modelo fabricado com bitola de 6,3 mm montado em módulo único (modelo D). Ao analisarmos a relação carga suportada/área de aço dos conectores, os resultados mostram que o conector A1 (12,5 mm) obteve o melhor desempenho dentre os modelos da pesquisa e também se sobressai quando comparado à outros conectores estudados como os de Barbosa (2016), Souza (2019) e Chaves (2009). Não observados indícios significativos de que a inclinação dos conectores afete positivamente a capacidade resistente dos modelos. Analisando o deslocamento relativo entre perfil e lajes foi possível classificar os modelos por ductilidade, em ordem crescente temos: D, A1, C1, C2, A2, B2 e B1. Os modelos de 10,0 mm apresentam as maiores ductilidades e não fica clara a influência da inclinação dos conectores neste aspecto. Analisando o comportamento em relação ao uplift nota-se os melhores desempenhos nos conetores B e C (10,0 mm e 8,0 mm) e há uma tendência de piores resultados nos conectores inclinados.
Acesso aberto (Open Access)
Análise experimental do desempenho de conectores de cisalhamento feitos em aço CA-50 para uso em estruturas mistas de perfis em aço e concreto armado
(Universidade Federal do Pará, 2019-10-25) SOUZA, João Pedro Nascimento de; LIMA NETO, Aarão Ferreira; http://lattes.cnpq.br/0287664572311345; https://orcid.org/0000-0002-5911-1368
As estruturas mistas de aço e concreto passaram a ter um aumento como sistema construtivo com o passar dos anos, devido apresentar vantagens tanto no seu comportamento estrutural quanto a aspectos construtivos. Essas estruturas são aquelas em que ambos os materiais (aço e concreto) trabalham em conjunto, e para que isso seja possível, é necessário o uso de conectores que combatam os esforços de cisalhamento gerados entre os materiais. Existem vários tipos desses conectores, porém, o objetivo de todos é fazer com que a estrutura seja solidarizada e trabalhe monoliticamente. Este trabalho tem o objetivo de analisar experimentalmente o desempenho de conectores de cisalhamento, para emprego em estruturas mistas de aço e concreto armado, modificando geometrias e disposição de conectores compostos por barra de aço CA-50 de diâmetro de Ø 12,5 mm dobrada em formato próximo ao de uma treliça, fazendo um comparativo para definição de qual modelo oferece uma maior contribuição na ligação. Sendo assim, foram realizados ensaios tipo push-out, seguindo o procedimento descrito na norma europeia EN 1994-1-1 (2004), em 7 espécimes, compostos por um perfil metálico em I soldado com 800 mm de altura, e duas lajes de concreto armado, com dimensões de (600x600x150) mm, em contato com as mesas do perfil metálico, contendo os conectores soldados. Dentre os 7 modelos, 2 deles, chamados de Treliçado Isósceles (TI) e Treliçado Retangulo (TR), foram utilizados como referência, em 4 deles foram feitas variações de disposição dos conectores utilizados nos espécimes de referência, que foram chamados de Treliçado Isósceles Inclinado (TII), Treliçado Retangular Inclinado (TRI), Treliçado Isósceles Piramidal tipo A (TIP A) e Treliçado Isósceles Piramidal tipo B (TIP B), e em 1 foi feita uma mudança de geometria, sendo chamado Reto (RT). Em relação à capacidade de carga, o conector RT apresentou um ganho de carga de 10,82%, 32,94%, 19,53%, 34,51%, 30,98%, 23,14% em relação ao TI, TR, TII, TRI, TIP A e TIP B, respectivamente. Levando em consideração o procedimento de cálculo da resistência de projeto (𝑃𝑅𝑑) de cada conector pela norma EN 1994-11 (2004) os conectores ensaiados tiveram uma capacidade de carga 46,54% superior a 𝑃𝑅𝑑. Os conetores, em sua totalidade, mostraram-se dúcteis no seu modo de ruptura. Em comparação aos demais, o conector TR apresentou um comportamento mais rígido e, o conector TRI, um comportamento mais flexível em relação aos demais. Desta forma, observase que os conectores propostos apresentaram um bom desempenho em relação a capacidade de carga e ao modo de ruptura.
Acesso aberto (Open Access)
Análise modal operacional: um estudo de caso da influência da alvenaria no comportamento dinâmico de prédios altos
(Universidade Federal do Pará, 2020-08-31) BORGES, João Pedro das Chagas; PRAZERES, Plínio Glauber Carvalho dos; http://lattes.cnpq.br/6175760351403329
A análise modal operacional de estruturas consiste na identificação dos parâmetros modais de dada estrutura a partir das suas condições normais de operação e é uma realidade dentro da engenharia, consonante com a necessidade de métodos mais precisos e arrojados de monitoramento de estruturas. A presente dissertação tem o objetivo de estudar e descrever a análise modal operacional de estruturas de engenharia civil e a partir da sua aplicação estudar a influência da alvenaria no comportamento dinâmico de edifícios altos. Para atingir o objetivo descreveu-se dois métodos consagrados de análise modal operacional e comprovou-se que esta é uma importante ferramenta, viável e precisa, para a identificação do comportamento dinâmico de estruturas de Engenharia Civil. Fez-se a análise em um edifício de dezesseis andares na cidade de Belém-Pa, antes e depois da execução dos painéis de alvenaria. Aqui consiste precisamente a contribuição deste trabalho uma vez que quase já não é possível se encontrar construções de prédios onde a alvenaria é executada apenas na fase final da obra, explicando-se assim a falta de estudos com tais características. O estudo foi feito através de duas campanhas de medições em quatro dos dezesseis pavimentos do edifício, sendo medidos três pontos em cada um desses pavimentos. Os métodos de análise modal operacional EFDD, no domínio da frequência, e SSI, no domínio do tempo, foram descritos e aplicados na identificação modal do prédio nas duas campanhas. Foram alcançados resultados satisfatórios que foram validados pelo critério do coeficiente MAC. As frequências naturais identificadas tiveram aumentos que variaram de 25% a 35% na estrutura com alvenaria em relação ao pórtico de concreto armado sem alvenaria, o que é evidência do ganho de rigidez da estrutura. Além disso, foi observado que esse enrijecimento é consideravelmente maior em uma das direções de flexão do prédio, indicado por uma inversão das formas modais entre os dois primeiros modos de vibração quando comparadas as duas campanhas. Por meio desses resultados, concluiu-se que a alvenaria exerceu interferência significativa no comportamento dinâmico do edifício.
Acesso aberto (Open Access)
Eletroquímica coloidal e sua relação com a sensibilidade de um solo argiloso na foz do rio Amazonas
(Universidade Federal do Pará, 2023-06-29) SOUSA, Flaviany Luise Nogueira de; TEIXEIRA, Marcelo Rassy; http://lattes.cnpq.br/8912916360456192
As argilas, na história das civilizações, sempre tiveram um papel importante, principalmente por serem um recurso mineral com variadas aplicações tecnológicas. Dentre os vários tipos existentes, as argilas sensíveis (quick clays), por exemplo, são solos moles muito complexos, sendo considerados verdadeiros desafios para engenheiros em função das dificuldades para se obter seus parâmetros geotécnicos. Nesse sentido, este trabalho teve como objetivo analisar a sensibilidade de um solo argiloso, localizado numa região da cidade de Santana, no estado do Amapá. Para tal, foram realizados ensaios físicos e químicos, incluindo SPT (Standard Penetration Test), Difratometria de raios-X (DRX), potencial Zeta (ζ), pH, Capacidade de Troca Catiônica (CTC) e ensaios de resistência (Vane Test e Fall Cone Test – FCT). A área analisada se encontra na Planície Fluviomarinha Macapá, a qual é composta por sedimentos que foram depositados tanto por rios, quanto pelo mar, visto a região estar próxima da foz do Rio Amazonas. O perfil geológico obtido com a investigação geotécnica indicou que o solo é constituído por sedimentos argilo-arenosos mosqueados, argilo-siltosos com restos vegetais e argilo-siltosos com pedregulhos. Quanto a mineralogia das amostras, estas são compostas, essencialmente, por quartzo e por três argilominerais: a caulinita, mica/ilita e clorita. No que se refere a sensibilidade, todas as amostras foram classificadas como argilas sensíveis, apresentando média ou alta quantidade de matéria orgânica (M.O.), do qual se constatou o aumento da sensibilidade a partir do aumento da matéria orgânica. Além disso, compreendeu-se que houve um aumento da intensidade da sensibilidade da argila a partir do aumento dos cátions monovalentes e diminuição dos cátions divalentes como o Ca2+ e Mg2+, os quais devem ter sido removidos pela M.O. A leitura do pH do solo variou entre acidez alta a muito alta, classificação já esperada em função da elevação da concentração de H+ devido a M.O. Basicamente, todas as amostras apresentaram valores de ζ próximos, sendo os menores valores 31,3mV e 33,2mV, ainda, assim, considerados altos, indicando que os coloides do solo estão se repelindo, formando uma estrutura dispersa. Destarte, os resultados encontrados foram consistentes com outros semelhantes na literatura, porém, reforça-se a necessidade de estudos regionalizados para melhor entendimento das peculiaridades locais capazes de influenciar no perfil deste solo.

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