Teses em Engenharia Civil (Doutorado) - PPGEC/ITEC
URI Permanente para esta coleçãohttps://repositorio.ufpa.br/handle/2011/9887
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Tese Acesso aberto (Open Access) Método para capacitação de ocupantes de edifícios residenciais em segurança contra incêndio(Universidade Federal do Pará, 2022-03-24) SARAIVA, Raísse Layane de Paula; MAUÉS, Luiz Maurício Furtado; http://lattes.cnpq.br/7497951647889934; Https://orcid.org/0000-0002-1762-8617Apesar da existência de normas, leis e decretos que propiciam a segurança em edificações residenciais, incêndios continuam a ocorrer no Brasil e no mundo e podem ser fatais dada a sua gravidade e desde que os ocupantes não saibam o que fazer. Essa problemática se torna ainda mais complexa em edificações altas (altura superior a 30 metros), onde são empregados sistemas de proteção contra incêndios, porém ainda não há – no Brasil – a obrigatoriedade de treinamento contra incêndio para os ocupantes. Autores focados no estudo do comportamento humano em situações de incêndio já afirmaram que a adequação das respostas (ou do comportamento) é a chave para que a edificação seja abandonada com segurança em caso de necessidade e para garantir maior segurança aos ocupantes das edificações. Diante do exposto, este trabalho, através do Design Science Research (DSR), teve como objetivo o desenvolvimento de um método de treinamento contra incêndio para ocupantes de edificações residenciais altas. O método teve duas vertentes de composição: i) análise teórica (onde normas, leis, decretos, boas práticas e incêndios já ocorridos foram utilizados como fontes de informação) e ii) simulação computacional (onde foram testadas as hipóteses). Como produtos, foram desenvolvidos um fluxograma e uma listagem dos conteúdos a serem utilizados no treinamento. Em seguida o método foi validado, sendo analisadas a validade interna, a validade externa, a validade do conteúdo e a validade do constructo. Para tanto, profissionais especialistas do Corpo de Bombeiros, em 12 estados brasileiros, responderam a 42 questionários atestando a validade do método e considerando-o adequado, compreensível, objetivo, replicável e apropriado para o objetivo ao qual se dispôs. Além da confirmação do impacto negativo do tempo pré-movimento, foi possível verificar ainda que a quantidade de ocupantes no edifício, bem como as distâncias percorridas por estes são fatores de extrema importância no processo de abandono e devem ser verificados em novos projetos visando melhorar a sua segurança. Para além disto, três edificações foram utilizadas para o desenvolvimento do estudo e tiveram o método de treinamento aplicado, sendo avaliado finalmente pelos próprios ocupantes e participantes do treinamento, que o consideraram aceitável e responsável por lhes propiciar mais segurança.Tese Acesso aberto (Open Access) Aplicação de madeiras amazônicas em elementos de madeira lamelada colada (MLC)(Universidade Federal do Pará, 2023-03-16) NEVES, Paulo Henrique Lobo; MOUTINHO, Victor Hugo Pereira; http://lattes.cnpq.br/8464600937488553; MACEDO, Alcebíades Negrão; http://lattes.cnpq.br/8313864897400179A madeira já é tida em cenário mundial como o principal material construtivo do século XXI, no entanto, para que esta potencialidade seja viabilizada, tecnologias para desdobro e uso da matéria prima, a exemplo da Madeira Lamelada Colada - MLC, necessita ser difundida e utilizada em uma maior gama de espécies. Nisto, frisa-se que, apesar da grande diversidade existente, poucos estudos são encontrados para verificar o potencial de uso de madeiras amazônicas em MLC. Desta forma, o trabalho possui como objetivo analisar a colagem de dez espécies nativas da Amazônia, a citar: Jacaranda sp., Simarouba amara Aubl., Astronomium lecointei, Couratari sp., Cedrela fissilis., Cordia Goeldiana Huber, Hymenaea courbaril., Dipteryx odorata. Euxylophora paraensis., Mezilaurus itauba., e combinação com quatro tipos de adesivos distintos, sendo dois estruturais resistentes à umidade e dois não estruturais, tendo como testemunha amostra de cisalhamento da madeira maciça, com o mínimo de 20 repetições por tratamento. Foram realizados ensaios complementares como de laminação e flexão estática. Verificou-se que para algumas espécies houve adesivo com resistência estatisticamente igual e superior em algumas combinações em comparação com a amostra testemunha, demonstrando que as espécies estudadas possuem potencial para produção de MLC, assim como para demais produtos que utilizem adesivos.Tese Acesso aberto (Open Access) Desenvolvimento de sistema computacional integrado de dimensionamento e representação gráfica de canais de macrodrenagem(Universidade Federal do Pará, 2022-05-23) MARTINS, Vania Carla Dias; PEREIRA, José Almir Rodrigues; http://lattes.cnpq.br/9918600634569244; https://orcid.org/0000-0002-3144-1787Concepção, desenvolvimento e aplicação de sistema computacional integrado de dimensionamento e representação gráfica de canais de macrodrenagem, denominado de SIDCAM e composto por modelo central em Java integrado a três softwares externos: Google Earth, HEC-RAS e AutoCAD. A pesquisa foi realizada em três etapas: (1) identificação de métodos e softwares necessários ao desenvolvimento de projeto de macrodrenagem; (2) desenvolvimento do SIDCAM com a confecção do software MACRO 1.0 em Java, para o dimensionamento hidrológico e hidráulico, , integração de ferramentas de importação e exportação de dado, entre o MACRO 1.0 e os softwares Google Earth, HEC-RAS e AutoCAD; e (3) avaliação da funcionalidade e confiabilidade do SIDCAM, por meio da sua aplicação no estudo de caso do projeto de macrodrenagem do Tucunduba, Belém/PA. Foi verificado que no módulo inicial é possível reproduzir o diagrama unifilar da rede hidrológica da bacia; no módulo hidrológico são gerados os hietogramas e hidrogramas de projeto, utilizando os métodos do Curver Number (SCS), blocos alternados e hidrograma triangular (SCS); o módulo hidráulico promove o projeto geométrico do canal; no módulo hidrodinâmico é validado o projeto geométrico do SIDCAM, observando a coincidência dos picos de vazão com pico de maré alta; e no módulo gráfico são geradas peças gráficas editáveis dos perfis longitudinal e transversais. Também foram construídos diretórios de importação de curvas IDF e maregráficas, alimentados por dois bancos de dados, para coeficientes IDF de 165 municípios brasileiros e de curvas marégraficas de 334 estações da marinha do Brasil. Os resultados da análise de confiabilidade do SIDCAM foram classificados como “Bom” e “Muito Bom”, com coeficientes Nash-Sutcliffe superiores a 0,97, erro percentual mínimo de 1,19% e máximo de 3,19%. Isso permite concluir que, ao concentrar diversas atividades em uma única estrutura integrada, a ferramenta desenvolvida é uma contribuição importante para os responsáveis pela elaboração do projeto de macrodrenagem.Tese Acesso aberto (Open Access) Punção em lajes lisas unidirecionais de concreto armado com diferentes taxas de armadura secundária e pilares retangulares.(Universidade Federal do Pará, 2022-09-29) BRANCO, Vitor Hugo Lopes; OLIVEIRA, Dênio Ramam Carvalho de; http://lattes.cnpq.br/1324105476558186Visando avaliar o comportamento de lajes lisas unidirecionais de concreto armado à punção, foram analisadas experimentalmente 9 lajes submetidas a puncionamento simétrico. As lajes de dimensões de (1800 x 1800 x 120) mm receberam carregamento aplicado através de pilares de três tipos: A (85 × 85) mm, B (85 × 255) mm e C (85 × 425) mm. Todas foram confeccionadas com armadura de flexão principal constante de 1% (ρx) e diferentes taxas de armadura de flexão secundária (ρy), sendo: tipo 1 (0,5%), tipo 2 (1%) e tipo 3 (2%) aproximadamente. Concreto de resistência à compressão 28 MPa e módulo de elasticidade de 27 GPa. Armadura de tensão de escoamento de 573 MPa e módulo de elasticidade de 244 GPa. O trabalho teve como principais variáveis o índice de retangularidade dos pilares (cmax/cmin) e a taxa de armadura na direção secundária, objetivando avaliar a influência que exercem na resistência última ao puncionamento de lajes lisas unidirecionais de concreto armado. Os resultados experimentais foram comparados com quatro normas vigentes: ACI 318 (2019), EC2 (2004), MC 2010 (2011) e NBR 6118 (2014). Também foram comparados com os resultados obtidos a partir de uma análise numérica não linear realizada através do software ABAQUS CAE 6.14, com base no Método dos Elementos Finitos (FEM) e no modelo de Dano do Concreto (CDP). Os resultados indicaram que as normas precisam ser atualizadas, e que há o aumento da resistência ao puncionamento proporcional ao aumento da taxa de até 2% de armadura secundária, ampliando a resistência à punção das lajes em até 50% aproximadamente.Tese Acesso aberto (Open Access) Influência do fator de escala, diâmetro máximo e tipo de agregado graúdo na resistência ao cisalhamento de vigas de concreto armado sem armadura de cisalhamento(Universidade Federal do Pará, 2022-08-18) COSTA, Natasha Cristina da Silva; OLIVEIRA, Dênio Ramam Carvalho de; http://lattes.cnpq.br/1324105476558186O presente estudo avalia a influência de diferentes tipos e formas de agregado graúdo no comportamento estrutural de vigas de concreto com diferentes alturas úteis (d) e mesmo comprimento de base (bw), além de mesmas taxas de armadura longitudinal (l) e dosagens. Para este fim realizou-se testes experimentais e análises que discutiram a performance de alguns códigos de projetos e de modelos teóricos na estimativa da resistência última ao cisalhamento de vigas de concreto armado, sem armadura transversal. Quanto ao estudo experimental foram realizados 11 testes experimentais tipo stuttgart até a ruína das peças. As dimensões das peças foram: (150 x 150 x 1400) mm, (150 x 250 x 1900) mm, (150 x 350 x 2400) mm e (150 x 450 x 2900) mm. As variáveis avaliadas foram, além das dimensões geométricas, o tipo e a dimensão do agregado graúdo empregados nas dosagens dos concretos. Quanto ao tipo foram utilizados o seixo rolado e a pedra britada. Quanto as dimensões utilizaram-se seixo rolado com diâmetro máximo (dmax) igual a 12,5 mm, brita com dois dmax: 9,5 mm e 12,5 mm. Quanto ao teor de agregado graúdo, neste trabalho, foi reduzido em 30% a quantidade definida na dosagem piloto, e para mante-se as proporções volumétricas da dosagem inseriu-se mais agregado miúdo, na mesma proporção à mistura, aumentando assim o teor de argamassa da dosagem. Nesta pesquisa foram suprimidas as armaduras transversais em todas as vigas, exceto nos apoios e nos pontos de aplicação da carga, onde manteve-se os estribos para evitar possíveis falhas nestes pontos devido ao acúmulo de tensão. Nas análises dos códigos de projetos, foram avaliadas as prescrições do ACI 318 (2019), do EC2 (2004) e NBR 6118 (2014). No que se refere aos modelos teóricos, avaliou-se as propostas de MUTTONI (2019) e de HUBER (2019). As referidas análises além de avaliarem a dispersão e o conservadorismo dos resultados encontrados, também os classificam segundo os critérios de COLLINS (2001), o Demerit Points Classification -DPC. Objetivando contribuir com as propostas de dimensionamento de vigas de concreto armado sujeitas ao esforço cortante. O presente trabalho apresenta uma proposta de modificação para cada código normativo analisado levando em consideração os parâmetros avaliados na tese, com o intuito de diminuir o coeficiente de variação dos resultados das estimativas, com base nas formulações analisadas. Para a sugestão das propostas de modificação ao ACI 318 (2019), EC2 (2004) e NBR 6118 (2014), foram utilizados dois bancos de dados compostos por vigas ensaiadas até a ruptura por cisalhamento. Utilizou-se o primeiro banco de dados para fazer interações entre os parâmetros avaliados, buscando resultados que melhorassem as previsões normativas no que tange a segurança estrutural e a dispersão dos dados. E um segundo banco de dados foi utilizado para validar estas propostas de modificação. As vigas foram modeladas utilizando um software computacional de análise não linear em elementos finitos. A calibração dos modelos computacionais foi feita a partir dos resultados experimentais das vigas de concreto armado, ensaiadas no programa experimental desta tese. Esta calibração permite que as análises sejam extrapoladas e utilizadas para a avaliação de concretos com as características ensaiadas. Pela análise dos modelos, observou-se que o modelo computacional conseguiu prever, de forma satisfatória, o comportamento experimental das vigas.Tese Acesso aberto (Open Access) Influência do resíduo do caulim tratado termicamente da região Amazônica e o seu potencial uso como material suplementar ao cimento Portland.(Universidade Federal do Pará, 2022-11-23) SOUZA, Márcio Rodrigo Nunes de; PICANÇO, Marcelo de Souza; http://lattes.cnpq.br/4535052395600357As indústrias minerais produzem resíduos em grande quantidade e em diversos tipos e níveis de periculosidade, como por exemplo, a indústria de beneficiamento do caulim, a qual produz resíduos à base de sílica, mica e caulinita. O descarte desse material em local inadequado ocasiona um forte impacto ambiental, que poderia ser minimizado com a utilização desse resíduo como matéria prima para uso em construção civil. Este trabalho tem como objetivo estudar a incorporação dos resíduos de caulim calcinados como material suplementar ao cimento e concretos para uso na construção civil. Nesta pesquisa foram utilizados resíduos de caulim oriundos da mina do Felipe localizada no sul do Amapá, sendo realizados ensaios de caracterização física, química e mineralógica, o índice de atividade pozolânica dos resíduos calcinados nas temperaturas 500ºC, 700ºC e 900ºC, assim como, a análise térmica, de acordo com as normas da ABNT. Para os ensaios tecnológicos mecânicos (Ensaios de resistência à compressão simples, módulo de deformação e resistência à tração por compressão diametral) e durabilidade (Ensaios de absorção de água por imersão e ensaio de absorção de água por capilaridade), foram incorporados com 0%, 10%, 15% e 20% de resíduo de caulim calcinados, em substituição à parte do cimento Portland. Os resultados obtidos mostraram que os resíduos calcinados apresentaram elevada atividade pozolânica a uma temperatura de 700ºC, o uso do resíduo de caulim calcinado apresentou comportamento mecânicos e durabilidade como material suplementar ao cimento e concretos dentro das normas da ABNT, e por fim concluímos que existe viabilidade técnica da utilização do resíduo para o uso na construção civil como material suplementar ao cimento, assim como utilização para concretos de alta resistência.Tese Acesso aberto (Open Access) Índice de vulnerabilidade socioambiental para o enfrentamento da dengue no Estado do Pará(Universidade Federal do Pará, 2022-04-28) LOPES, Luiza de Nazaré Almeida; TEIXEIRA, Luiza Carla Girard Mendes; http://lattes.cnpq.br/9773700229115395A dengue é uma das doenças tropicais negligenciadas importante para a saúde pública do Brasil, pois inspira atenção pelo aumento da incidência de casos influenciados por macro e microfatores que proporcionam condições favoráveis para a expansão dos mosquitos vetores e transmissão do vírus da dengue (DENV). A pesquisa propõe o estudo ecológico da dengue e a construção de um Índice de Vulnerabilidade Socioambiental da Dengue (IVD) para análise de 143 municípios do estado do Pará. O delineamento do IVD considerou a seleção de 34 indicadores das três componentes fundamentais do conceito de vulnerabilidade: exposição, sensibilidade e capacidade adaptativa. A metodologia foi composta pelas seguintes etapas: (i) seleção e agrupamento de indicadores; (ii) definição dos indicadores; (iii) tratamentos estatísticos; (iv) cálculo do índice por análise multivariada; (v) normalização do índice; e (vi) classificação do índice por meio da técnica percentis. Na pesquisa foram considerados 184 mil casos de dengue, sendo que 92 mil evoluíram para internação hospitalar pelo SUS, no período de 2001 a 2017. O perfil epidemiológico da dengue indicou um comportamento sazonal da doença, ocorrendo, principalmente, no trimestre de janeiro à março. Para a construção do IVD, considerou o período de 2007 a 2017, nos resultados do mapeamento observou-se que 43 municípios (30%) foram classificados com “Baixa vulnerabilidade”, com valores variando na faixa de 0,483 a 0,262. Nos resultados os 57 municípios (40%) apresentaram valores com “Média vulnerabilidade” na faixa de 0,581 a 0,483. Com referência a “Alta vulnerabilidade”, destacaram-se 43 municípios (30%) distribuídos na faixa de 0,771 a 0,582. Os resultados obtidos a partir do perfil que caracterizou o IVD apresentou predominância de “Média a Baixa vulnerabilidade”. A cidade de Belém, capital do Pará e situada na região do Guajará, apresentou o menor valor para o IVD (0,262). Por outro lado, a maioria dos municípios da região do Marajó apresentou os maiores valores de IVD, sendo eles: Cachoeira do Arari, Chaves, Ponta de Pedras, Melgaço, Santa Cruz do Arari e Anajás. Os indicadores que mais influenciaram no resultado do índice foi o fator “socioeconômico” das populações, sobretudo relacionado a pobreza, renda, urbanização, analfabetismo e manejo de resíduos sólidos. A partir da aplicação do IVD, pode se afirmar que o mesmo pode ser utilizado como ferramenta relevante para a gestão da vigilância em saúde da dengue nos municípios da região amazônica, com potencial de ser estudado em outras regiões do BrasilTese Acesso aberto (Open Access) Proposta analítica para estimar as resistências residuais à tração por flexão em concreto reforçado com fibra de aço(Universidade Federal do Pará, 2022-06-15) CASTRO, Lana Daniele dos Santos Gomes; OLIVEIRA, Dênio Ramam Carvalho de; http://lattes.cnpq.br/1324105476558186Nesta pesquisa são apresentadas equações que estimam as tensões residuais, fRi (i = 1 a 4), com base nos principais parâmetros que influenciam no desempenho do concreto reforçado com fibra de aço (CRFA), como as propriedades geométricas das fibras de aço, a resistência à compressão do concreto (fc) e o volume de fibra (Vf). Para essa finalidade, a pesquisa foi dividida em três etapas, a primeira consistiu em criar um banco de dados extenso e diversificado para, a partir dele, desenvolver as equações de tensões residuais através de regressão múltipla. A etapa seguinte foi experimental, composta 15 vigas (150x150x550) mm entalhadas e ensaiadas à tração na flexão, com volumes de fibra variável, com teores de 0,0%, 0,5%, 1,0%, 1,5% e 2,0%. Por fim, para a análise das equações elaboradas na primeira etapa, outro banco de dados é apresentado, no qual foram inseridos resultados experimentais coletados da literatura e os obtidos nesta pesquisa, e, adicionalmente, foi realizada comparações de desempenho com outros quatro modelos analíticos existentes. Concluiu-se que a proposta analítica apresentada por este estudo, para definir as tensões residuais, em comparação com os demais modelos empíricos existentes, destacou-se pelo seu bom desempenho, uma vez que foi a mais precisa, menos penalizada e dispersa, demonstrando a confiabilidade das equações.Tese Acesso aberto (Open Access) Identificação e quantificação de desplacamento cerâmico em fachadas de edifícios no contexto da indústria 4.0(Universidade Federal do Pará, 2023-03-24) SOUSA, Alcineide Dutra Pessoa de; MAUÉS, Luiz Maurício Furtado; http://lattes.cnpq.br/7497951647889934; https://orcid.org/0000-0002-1762-8617O processo de manutenção em fachadas é direcionado pelos resultados obtidos na fase de inspeção. Algumas propostas de métodos que visam ao melhoramento do processo de inspeção têm sido discutidas, e entre essas se destacam as que são conduzidas com base nas técnicas de Processamento Digital de Imagens (PDI) capturadas por Veículo Aéreo Não Tripulado (VANT). O uso de VANT para capturar imagens em fachadas agiliza o acesso à área inspecionada, e as técnicas de PDI ajudam a automatizar o processo de identificação de manifestações patológicas. Além disso, a Quarta Revolução Industrial tem permitido a utilização de diversas ferramentas tecnológicas nas mais variadas aplicações de engenharia. Entre essas tecnologias podem ser citadas a computação em nuvem e os algoritmos de visão computacional. Nesse contexto, essa pesquisa tem como objetivo aplicar técnicas de PDI para detectar regiões com desplacamento cerâmico em fachadas de edifícios utilizando as tecnologias pertinentes a Indústria 4.0 (Quarta Revolução Industrial). O procedimento metodológico utilizado inicia com a formação de uma base de dados (imagens) capturadas por celular e por VANT. Para fins de modelagem, o algoritmo de detecção de objetos YOLO (You Only Look Once) foi aplicado nas imagens que compõem a base de dados utilizando computação em nuvem. A metodologia aplicada resultou em um programa escrito em python capaz de identificar as regiões com desplacamento, quantificar as cerâmicas faltantes e exportar os resultados da quantificação em uma planilha. O processo de identificação teve taxas de acertos próximos de 99% e a quantificação erros de menos de uma cerâmica por imagem, o que leva a conclusão da viabilidade do programa computacional propostoTese Acesso aberto (Open Access) Modelo para resistência de cisalhamento em vigas de concreto sem estribos(Universidade Federal do Pará, 2021-11-30) LIMA, João Carlos Lisboa de; OLIVEIRA, Dênio Ramam Carvalho de; http://lattes.cnpq.br/1324105476558186A análise dos esforços de cisalhamentos em vigas de concreto envolve complexidades significativas e iteração entre parâmetros. O desenvolvimento de modelos para o dimensionamento e verificação do estado limite último das vigas iniciam-se no século XIX com modelos empíricos, teóricos e numéricos como a analogia da treliça de Ritter-Mörsch e a teoria do campo de compressão modificado. Porém as relações quase estocásticas da resistência à compressão do concreto, taxa de armadura longitudinal, esbeltez de carregamento, dimensões transversais e diâmetro do agregado graúdo somam inúmeras dificuldades em criar fórmulas simples e de fácil aplicabilidade. Deste modo, o presente trabalho tem por objetivo desenvolver um modelo baseado em relações de proporcionalidade e a aplicação de um algoritmo iterativo para otimizar os valores de um banco de dados inicial de 220 vigas (63 autores) que romperam ao cisalhamento e definir um modelo teórico que será comparado com um banco de dados de 510 vigas (68 autores) e outros métodos de cálculo de relevância. A fórmula proposta proporcionou um coeficiente de variação de 6,23%, sendo entre 34,97% e 59,52% menor que os modelos analisados. Desta forma, os resultados do método proposto, ao considerar-se a relação experimental e teórico do banco de dados, apresenta todos os valores dentro do intervalo da segurança apropriada, permitindo maior acurácia em definir a carga última de vigas de concreto sem estribos.