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Adição de geomanta e tecido não tecido de polipropileno em cimentos geopoliméricos de pega rápida
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2008-06-05) Freitas, Sânia Maria Belísio de Andrade; Martinelli, Antônio Eduardo; ; http://lattes.cnpq.br/0022988322449627; ; http://lattes.cnpq.br/4486423149027440; Nóbrega, Selma Hissae Shimura da; ; http://lattes.cnpq.br/3401274958916898; Nascimento, Rubens Maribondo do; ; http://lattes.cnpq.br/8671649752936793; Bezerra, Ulisses Targino;
Geopolímeros são materiais cimentantes que apresentam uma série de vantagens quando comparados ao cimento Portland. Ao contrário deste, a síntese de geopolímeros é feita em temperaturas próximas da ambiente, reduzindo significativamente a emissão de CO2 para a atmosfera. Além disso, tanto a composição quanto às condições das reações de síntese podem ser ajustadas para que os materiais resultantes tenham o tempo de pega e as propriedades mecânicas desejadas. Desta forma, é possível produzir geopolímeros de pega rápida e com resistências mecânicas relativamente altas, embora seu comportamento seja intrinsecamente frágil. Nesse contexto, o objetivo do presente trabalho foi estudar a produção e as propriedades de compósitos produzidos a partir do reforço de matrizes geopoliméricas com polipropileno, a fim de reduzir o caráter frágil dos materiais. Para esta finalidade foram empregados geosintéticos (geotêxteis e geomanta) de polipropileno. Esses materiais têm sido amplamente utilizados com reforço estrutural, proporcionando maiores resistências à tração e tenacidade. Em particular, tecidos não tecidos e geomantas de polipropileno apresentam outras propriedades atraentes como baixa densidade, durabilidade, absorção ao impacto e resistência à abrasão. Geopolímeros de pega rápida foram sintetizados e reforçados com tecido não tecido e geomanta de polipropileno. A resistência mecânica dos geopolímeros, com e sem reforço, foi avaliada. Os resultados mostraram que o ajuste na formulação do geopolímero permitiu produzir pastas com tempos de pega relativamente curtos e ao mesmo tempo, mantê-las com a fluidez necessária para o recebimento do reforço. Comprovou-se que a presença de geosintéticos aumentou a energia de fratura do geopolímero, sendo que os melhores resultados foram alcançados com reforço de TNT
Análise de estruturas de superfície delgadas axissimétricas via método dos elementos finitos com utilização de elemento retilíneo
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2013-06-13) Bezerra, Paulo Henrique Araújo; Nóbrega, Selma Hissae Shimura da; ; http://lattes.cnpq.br/3401274958916898; ; http://lattes.cnpq.br/2720369633083783; Mittelbach, Fernanda Rodrigues; ; http://lattes.cnpq.br/2860863457342608; Mendonça, Angelo Vieira; ; http://lattes.cnpq.br/2283433515334530; Carrer, José Antônio Marques; ; http://lattes.cnpq.br/7214098465609388
O presente trabalho aborda a análise linear de estruturas de superfície axissimétricas através do desenvolvimento e implementação de um código computacional baseado no Método dos Elementos Finitos. Inicialmente, as estruturas são estudadas de maneira isolada e, em seguida, compatibilizadas de modo a formar estruturas acopladas, como reservatórios e vasos de pressão. Exemplos de aplicação, com diferentes tipos de solicitação e condições de vinculação, são apresentados e os resultados obtidos pelo código desenvolvido são comparados a valores analíticos
Análise de manifestações patológicas nas escolas públicas do RN: estudo de casos
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2022-07-07) Paz, Patrícia da Silva Freire; Nóbrega, Selma Hissae Shimura da; 0000-0002-0279-273X; http://lattes.cnpq.br/3401274958916898; Moreira, Lúcio Flávio Ferreira; Cunha, Paulo Waldemiro Soares
A patologia das construções é uma das áreas da Engenharia Civil de fundamental importância e tem como ideia principal garantir a qualidade e o bom desempenho das estruturas de concreto armado. Durante a vida útil programada, tais estruturas podem apresentar problemas oriundos de projetos mal elaborados ou mal concebidos, uso incorreto de materiais, falta de cuidado na hora da execução e manutenção inexistente, fatores que explicam os problemas recorrentes na edificação, os quais, além de comprometer a estrutura, consomem recursos financeiros influenciando no orçamento da obra, uma vez que são gastos em reparos que poderiam ser evitados. Este trabalho procura contribuir com a abordagem e análise de manifestações patológicas, apresentando o mecanismo de deterioração das estruturas observadas em três escolas públicas situadas no RN por meio de vistorias realizadas no local e para as quais buscou-se destacar a importância dos cuidados que devem ser tomados para garantir uma edificação atrativa, funcional, segura e durável. Salienta-se que na época em que as escolas foram executadas não havia fiscalização adequada do processo construtivo, com isso, constatando-se, atualmente, um elevado índice de problemas patológicos que devem ser solucionados com urgência. Ressalta-se que durante o período de elaboração deste trabalho, algumas das edificações foram recuperadas e este procedimento, assim como as soluções adotadas são apresentadas e discutidas.
Análise de modelos matemáticos de pilar-parede pelo MEF
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2019) Silva, Carlos Henrique Rodrigues Batista da; Nóbrega, Selma Hissae Shimura da; Petrus Gorgônio Bulhões da Nóbrega; Silva Filho, José Neres da; Dantas, Raul Omar de Oliveira
Neste trabalho, foram estudados modelos matemáticos com grau de complexidade crescente para representar os pilares-parede com seção transversal em formato U, U enrijecido e E, tendo sido utilizado para as análises o código comercial ADINA, baseado no Método dos Elementos Finitos. Foram propostos quatro modelos: o primeiro, caracterizado pela utilização de um elemento unidimensional regido pela teoria de Euler-Bernoulli; o segundo, caracterizado também por um elemento unidimensional, mas regido pela teoria de Timoshenko; o terceiro, consistindo de uma malha de elementos de viga dispostos verticalmente e representando cada uma das superfícies do pilar-parede em estudo; o quarto modelo, formado por uma malha de elementos de casca. Os resultados foram comparados, a depender do modelo matemático, às soluções analíticas disponíveis na literatura técnica e/ou àqueles obtidos a partir da avaliação de um modelo considerado mais complexo e cujas respostas se aproximam mais da realidade, denominado modelo matemático abrangente. Constatou-se que a modelagem por elemento unidimensional considerando a deformação por cisalhamento conduz a resultados satisfatórios reforçando as imposições da NBR 6118:2014 e Eurocode 2 (2004) quanto à sua consideração. Entretanto, o modelo matemático discretizado por uma malha de elementos de viga ainda requer ajustes a fim de melhorar sua capacidade em representar adequadamente o comportamento do pilar-parede.
Análise de placas retangulares delgadas pelo Método dos Elementos Finitos
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2017) Costa, Gustavo Luz Xavier da; Mittelbach, Fernanda Rodrigues; Nóbrega, Selma Hissae Shimura da; Bezerra, Paulo Henrique Araújo
Este estudo busca analisar placas retangulares delgadas pelo Método dos Elementos Finitos (MEF) mostrando suas bases teóricas, vantagens, desvantagens e limitações dentro da engenharia, bem como mostrar, a partir de exemplos práticos, sua acurácia. Para isso foi desenvolvida uma rotina computacional capaz de calcular esforços, deslocamentos e reações de apoio em uma placa retangular delgada submetida a carregamento uniformemente distribuído em sua superfície por meio do software Mathcad 14®.
Análise não-linear do campo de temperaturas desenvolvidas durante a soldagem do tipo TIG contínuo em placas delgadas
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2015-09-02) Santos, Tadeu Félix dos; Nóbrega, Selma Hissae Shimura da; ; http://lattes.cnpq.br/3401274958916898; ; http://lattes.cnpq.br/4011235184518261; Mendes, José Ubiragi de Lima; ; http://lattes.cnpq.br/7103009428184656; Souza, Luiz Guilherme Meira de; ; http://lattes.cnpq.br/0801747108308706; Souza, Roberto Silva de;
Este estudo oferece uma abordagem anal´ıtica que visa determinar o campo de temperaturas desenvolvido durante a soldagem TIG DC sobre uma placa fina de Alum´ınio. As caracter´ısticas n˜ao-lineares do fenˆomeno, tais como a dependˆencia das propriedades termof´ısicas e mecˆanicas do material com a temperatura, s˜ao consideradas nesse estudo. Al´em do processo de troca de calor por condu¸c˜ao, s˜ao levadas em considera¸c˜ao as trocas por convec¸c˜ao natural e radia¸c˜ao. Uma an´alise transiente foi realizada a fim de se avaliar o comportamento temporal do campo de temperatura. Tamb´em uma modelagem tridimensional para a fonte de calor foi discutida. Com a finalidade de validar os resultados obtidos atrav´es do modelo anal´ıtico, foi feito o confronto destes com aqueles obtidos experimentalmente e os dispon´ıveis na literatura. As respostas anal´ıticas obtidas apresentam uma boa correla¸c˜ao com as experimentais dispon´ıveis na literatura, comprovando assim a viabilidade e eficiˆencia deste m´etodo anal´ıtico na simula¸c˜ao do ciclo t´ermico para este tipo de soldagem.
Anisotropy and holes in epoxy composite reinforced by carbon/glass and carbon/aramid hybrid fabrics: experimental and analytical results
(Elsevier, 2017-09-15) Batista, Ana Cláudia Melo Caldas; Tinô, Sérgio Renan Lopes; Fontes, Raphael Siqueira; Nóbrega, Selma Hissae Shimura da; Aquino, Eve Maria Freire de
This study is based on research into the effect of anisotropy and the presence of holes on mechanical properties and final fracture characteristics in uniaxial tensile testing of two laminates, one using a carbon/glass fiber hybrid fabric and the other a carbon/aramid fiber hybrid fabric in loading directions at 0°, 90° and ±45°. Both laminates were impregnated with epoxy vinyl ester thermosetting resin (Derakane Momentum™ 411-350). An analytical study assesses stress concentration using the Point Stress Criterion (PSC) and Average Stress Criterion (ASC). The results show the direct influence of anisotropy, holes and residual properties on all the parameters studied. With respect to failure theories, both PSC and ASC showed good agreement when the geometric K value was used
Aperfeiçoamento de modelagem computacional para análise da interação entre painéis de alvenaria e estrutura de suporte em concreto armado
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2016-05-30) Lopes, Anna Christinna Secundo; Nascimento Neto, Joel Araújo do; Nóbrega, Selma Hissae Shimura da; Barros, Rodrigo
O estudo desenvolvido consiste na realização de ajustes no modelo de pórtico equivalente, desenvolvido por Nascimento et al. (2014) e calibrado por Medeiros (2015), para simulação da interação entre paredes estruturais em alvenaria e estrutura de suporte em concreto armado – estruturas de transição. Os ajustes foram realizados sob três aspectos: primeiramente, nas áreas e rigidezes utilizadas; posteriormente, na consideração da fissuração entre parede e viga de suporte, que foi incorporada ao modelo pela simples remoção das barras do pórtico equivalente nas quais ocorriam força normal de tração, o que resultou, como era de se esperar, em redistribuição interna de rigidez e de esforços. Por último, na consideração da possível excentricidade do sistema parede-viga. Os exemplos desenvolvidos consideraram comportamento elástico linear para os materiais e consistiram na avaliação dos esforços e deslocamentos verticais nas vigas de apoio, além das tensões na base das paredes, para painéis com diferentes tipos de abertura, apoiadas em viga de concreto armado com um único vão. Dentre os resultados obtidos, destaca-se que a fissuração entre alvenaria e viga de suporte implicou em acréscimos importantes nos picos de tensões normais de compressão que ocorrem nas extremidades das paredes, assim como em reduções na força normal de tração na viga suporte. Quanto aos efeitos da excentricidade, verificou-se que a consideração dos esforços de torção influencia fortemente no dimensionamento da viga.
Aplicativo para o dimensionamento de armaduras de estruturas laminares de concreto
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2022-06-15) Araújo, Ítalo Samuel da Silva; Nóbrega, Selma Hissae Shimura da; https://orcid.org/0000-0002-0279-273X; http://lattes.cnpq.br/3401274958916898; https://orcid.org/ 0000-0003-2393-2612; http://lattes.cnpq.br/5758856963100265; Ribeiro, Isaias da Silva; http://lattes.cnpq.br/1204759128622656; Mendonça, Ângelo Vieira de; https://orcid.org/0000-0003-4159-2893; http://lattes.cnpq.br/2283433515334530
Dentre as estruturas laminares de concreto armado, as cascas apresentam um comportamento complexo gerado por alterações em sua condição de contorno, geometria especial e tipos de carregamento. As soluções analíticas clássicas disponíveis para a determinação dos esforços necessários ao seu dimensionamento nem sempre são facilmente obtidas e, nas publicações sobre o tema, são encontrados equacionamentos apenas para estruturas específicas. Assim, para a análise das cascas gerais, recorre-se aos códigos computacionais baseados no Método dos Elementos Finitos (MEF). A norma NBR 6118:2014, na seção 14.2.3, destaca que o dimensionamento das armaduras não pode ser realizado apenas a partir das tensões ou dos esforços resultantes desta análise, mas que os campos de tensões devem ser integrados ao longo da espessura da casca para este fim. Este trabalho apresenta um aplicativo desenvolvido para o dimensionamento das armaduras de estruturas laminares, fundamentado na metodologia das Três Camadas apresentada no Model Code 1990. Exemplos de análise pelo MEF de uma laje e uma cúpula são explorados para, de forma didática, explanar o procedimento de dimensionamento das armaduras.
Application of failure criteria in aeronautical sandwich structure composites with a central hole subjected to bending testing
(ABM, ABC, ABPol, 2020-06-01) Silva, Franciélio Gomes da; Freire Júnior, Raimundo Carlos Silverio; Nóbrega, Selma Hissae Shimura da; Dias, Avelino Manuel da Silva
This study aimeds at investigating the mechanical behavior of an E-glass fiber-reinforced epoxy resin of a laminated composite sandwich with honeycomb core and a central hole, used in the aeronautics industry submitted to bending loading. Three analytical failure models applied to laminated composites were compared in order to study the influence of stress concentration due to a central hole. The following criteria were assessed: Average Stress Criterion (ASC), Point Stress Criterion (PSC) and the Inherent Flaw Model (IFM). These models were applied to experimental data obtained in a four-point bending test in samples of the sandwich laminate. Finally, modifications on failure prediction models were proposed and appied in sandwich laminates with a central hole. The results obtained showed the applicability of the proposed formulation and that the suggested changes to the model more adequately fit it to the experimental data
Aspectos práticos para análise e dimensionamento de estruturas em aço.
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2016) Góes, João Victor Diniz Rodrigues; Nóbrega, Selma Hissae Shimura da; Márcio Dantas de Medeiros
Este trabalho apresenta uma base teórica para elaboração de projetos de estruturas metálicas. São apresentadas diferentes alternativas de modelos de dimensionamento para uma marquise metálica projetada com perfis W, executada para a entrada de uma escola em João Pessoa. São apontados desde as etapas de elaboração de um projeto estrutural até uma análise comparativa entre três modelos diferentes de dimensionamento. O primeiro modelo consiste no aumento da altura dos perfis metálicos que não apresentaram capacidade resistiva suficiente. Já o segundo modelo apresenta como alternativa a substituição dos perfis não conformes por outros com maiores espessuras. Finalmente, o terceiro modelo consiste na inserção de travamentos laterais na estrutura. Conclui-se que, para estruturas em que os esforços de flexão são preponderantes, uma alternativa de projeto mais adequada e que resulta em um bom desempenho estrutural das peças metálicas, é obtida quando são inseridos travamentos laterais nos perfis principais, como apresentado no terceiro modelo.
Comportamento mecânico de compósitos poliméricos híbridos: estudos experimentais, analíticos e numéricos
(2017-06-12) Batista, Ana Cláudia de Melo Caldas; Aquino, Eve Maria Freire de; Nóbrega, Selma Hissae Shimura da; ; http://lattes.cnpq.br/3401274958916898; ; http://lattes.cnpq.br/1196595599227394; ; http://lattes.cnpq.br/1104066454901067; Ferreira, Evans Paiva da Costa; ; http://lattes.cnpq.br/6994798590609919; Costa Júnior, João Carlos Arantes; ; http://lattes.cnpq.br/5028446242533356; Felipe, Raimundo Nonato Barbosa; ; http://lattes.cnpq.br/7520491414631153; Tino, Sérgio Renan Lopes; ; http://lattes.cnpq.br/1420276778914253
Os tecidos híbridos a base de fibras sintéticas vêm sendo desenvolvidos pelo setor industrial como nova alternativa de reforço para compósitos poliméricos. Neste sentido, surge a necessidade do conhecimento das características mecânicas desses compósitos poliméricos com tecidos híbridos, que até o presente momento foram pouco estudados. Em determinadas condições de projetos, três características são significativas: anisotropia, presença de descontinuidades geométricas e forma de hibridização. Esta tese busca contemplar todas essas influências com o estudo de dois laminados compósitos, utilizando dois tecidos: o tecido híbrido de fibras de Carbono/Vidro e o tecido híbrido de fibras de Carbono/Aramida, ambos tendo como matriz a resina epóxi Éster Vinílica. Para obtenção dos laminados foi utilizado o processo de fabricação de laminação manual (Hand-lay-up). Para o estudo proposto foram realizados os ensaios de tração uniaxial nos corpos de provas de forma que todos os diferentes tipos de fibras tivessem sua orientação coincidente com a direção da carga aplicada, além da orientação das fibras a ±45° com o objetivo de conhecer o comportamento ao cisalhamento para ambos os laminados. Os ensaios foram realizados, tanto para a condição original (sem furo) quanto para a condição com a descontinuidade geométrica (caracterizada como um furo central, que para a orientação de fibra de melhor desempenho mecânico teve seu diâmetro variável). Estudos das propriedades de resistência última, rigidez e características da fratura mecânica (macroscópica e microscópica) foram desenvolvidos. Para influência da relação w/D (largura do CP/diâmetro do furo) foi realizado um estudo analítico tendo como base a avaliação do fenômeno da concentração de tensão a partir dos critérios de falhas: Critério da Tensão Pontual (Point Stress Criterion -PSC) e Critério da Tensão Média (Average Stress Criterion - ASC), assim como um estudo numérico utilizando o Método de Elementos Finitos. Nesses estudos o objetivo central foi à determinação do fator de concentração de tensão (K) dos materiais propostos, usando tanto a influência dos módulos elásticos quanto unicamente dos parâmetros geométricos. Os estudos mostraram que o comportamento mecânico e característica da fratura foram fortemente influenciados pela anisotropia e hibridização e a descontinuidade geométrica. Os modelos analíticos e numéricos obtiveram resultados em concordância com os encontrados na literatura. Palavras chaves: Tecidos híbridos, descontinuidade geométrica, anisotropia, hibridização.
Considerações sobre a não-linearidade geométrica em estruturas de aço
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2018-11-29) Florêncio, Arthur Medeiros Brandão; Nóbrega, Selma Hissae Shimura da; Mello, Markus Vinícius Medeiros; Medeiros, Rodolfo Costa de
A norma brasileira NBR 8800/2008 possibilita a utilização do Método da Amplificação dos Esforços Solicitantes (MAES) para a aproximação dos efeitos de segunda ordem. Com isso, o objetivo deste trabalho é comparar os resultados obtidos pelo método, aplicado com o auxílio do software TRAME 4.2.1, com os de uma análise mais rigorosa através do programa AcadFrame. Para compressão do MAES, o trabalho busca elucidar a fundamentação teórica por trás de sua formulação e comparar a abordagem quanto ao tema da não-linearidade geométrica com normas estrangeiras, para observar as diferentes formas existentes de sua consideração, aplicando-as em um exemplo de cálculo. Nesse sentido foram avaliados pórticos planos de 1 a 10 pavimentos. Com as análises realizadas, foi possível concluir que o MAES é um método simplificado, válido para a estimativa dos efeitos de segunda ordem com a ressalva de que, em estruturas de grande deslocabilidade, os resultados obtidos podem apresentar diferença significativa quando comparados aos métodos mais refinados, em concordância com o observado por outros autores. Além disso, as prescrições da NBR 8800/2008 para estruturas de grande deslocabilidade, em relação ao MAES, que exigem a consideração das imperfeições geométricas inicias simultaneamente às ações do vento e no mesmo sentido, não garantem a boa aproximação do método.
Efeitos da anisotropia e descontinuidades geométricas em PRFV
(2018-12-12) Vasconcelos, Tomas Barros; Aquino, Eve Maria Freire de; Ferreira, Evans Paiva da Costa; ; ; ; Freire Júnior, Raimundo Carlos Silverio; ; Nóbrega, Selma Hissae Shimura da; ; Fontes, Raphael Siqueira;
Os compósitos poliméricos reforçados por fibras de vidro (PRFV) têm sido cada vez mais empregados nas diversas áreas da engenharia, como por exemplo: estruturas leves, indústrias automobilística, náutica e aeroespacial, dentre outras aplicações. Na medida em que se aplica este material em projetos de engenharia, torna-se imperativo o conhecimento do seu comportamento mecânico sob as mais variadas condições de carregamento e serviço. Um problema surge quando a união de elementos mecânicos requer o uso de rebites, parafusos, pinos, entre outros. Esses elementos, por sua natureza, exigem a presença de furos, rasgos e entalhes, ou seja, descontinuidades geométricas; originando tensões localizadas que comprometem o desempenho estrutural do elemento. A proposta dessa dissertação consiste no estudo do comportamento mecânico e da característica da fratura de um laminado compósito polimérico constituído por quatro camadas de reforço de tecido bidirecional balanceado de fibras de vidro/E, impregnadas com resina termofixa poliéster orto-tereftálica, e submetido ao esforço de tração uniaxial. No laminado compósito desenvolvido, a influência da descontinuidade geométrica é estudada através da presença de dois tipos diferentes de furos circulares centrais fresados: com e sem escareamento. Estudos comparativos foram feitos entre a propriedade da anisotropia e as propriedades mecânicas e residuais para duas orientações distintas das fibras em relação ao carregamento: 0°/90º e ±45º, assim como a análise macroscópica da fratura mecânica final. Ensaios de densidade volumétrica e de calcinação foram feitos para a caracterização do compósito.
Estado-limite de serviço de vibrações excessivas em lajes de concreto armado considerando a ação induzida por pessoas
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2022-12-08) Moura, Júlia Maria de França; Nóbrega, Petrus Gorgônio Bulhões da; Nóbrega, Selma Hissae Shimura da; https://orcid.org/0000-0002-0279-273X; http://lattes.cnpq.br/3401274958916898; https://orcid.org/0000-0002-8597-0158; http://lattes.cnpq.br/8546876805965263; http://lattes.cnpq.br/2634802880977947; Barbosa, Claudius de Sousa; http://lattes.cnpq.br/4464532442556767; Carrazedo, Ricardo; https://orcid.org/0000-0002-9830-7777; http://lattes.cnpq.br/3836561236677162
O projeto de estruturas tem como uma de suas etapas fundamentais a observação dos estados-limites últimos e dos estados-limites de serviço. Esses são de fundamental importância para garantir o atendimento da funcionalidade da estrutura e de suas condições de uso. Nesse contexto, nota-se que, concomitantemente ao desenvolvimento dos materiais e dos sistemas construtivos, assim como a adoção de estruturas cada vez mais esbeltas e flexíveis, está a tendência de elas serem também mais susceptíveis a vibrações excessivas de modo a gerar desconforto aos usuários e até danos estruturais. A norma brasileira que trata do projeto de estruturas de concreto, a ABNT NBR 6118:2014, prevê o atendimento do estado-limite de serviço de vibrações excessivas através de uma metodologia simplificada que consiste em estabelecer valores mínimos de frequência natural para evitar a ressonância na estrutura. Contudo, estudos recentes têm concluído que o requisito da NBR 6118:2014 não é suficiente para evitar vibrações incômodas. Dessa forma, o presente trabalho se propôs a estudar diferentes critérios de avaliação de vibrações em estruturas estabelecidos por normas e guias internacionais de projeto a fim de compará-los ao método proposto pela norma brasileira. Para isso, modelou-se computacionalmente uma laje para obtenção dos resultados de análise modal – frequências naturais e modos de vibração – e a simulação de ações dinâmicas provocadas pela movimentação de pessoas, tais como caminhar e dançar, com a finalidade de obter as respostas dinâmicas da laje. De posse dos resultados fornecidos com o auxílio do software TQS v.23, foi possível estabelecer relações de influência das propriedades da estrutura nos seus valores de frequências naturais e aplicar comparativamente os critérios de níveis de conforto recomendados.
Estudo comparativo do detalhamento das armaduras em projetos de estruturas sismo-resistentes
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2016-11-17) Azevedo, Letícia Medeiros de; Nóbrega, Selma Hissae Shimura da; Nóbrega, Selma Hissae Shimura da; Nascimento Neto, Joel Araújo do; Barros, Rodrigo
O fato de o Brasil estar localizado numa região afastada das bordas da placa tectônica em que se encontra dá uma falsa impressão de que não há a possibilidade do acontecimento de eventos sísmicos no país. Atualmente, sabe-se que o choque entre placas não é a única causa de terremotos, podendo ser provocados também por falhas geológicas. Em 2006 foi lançada a ABNT NBR 15421, norma que regulamenta a consideração das ações sísmicas no Brasil, porém a consideração de ações dessa natureza ainda é negligenciada nos projetos de estruturas. Este trabalho apresenta conceitos importantes que devem ser considerados ao desenvolver um projeto estrutural sismo-resistente, estuda e compara as recomendações sugeridas por normas internacionais no que diz respeito a detalhamento de armaduras e desenvolve exemplos numéricos empregando as recomendações estudadas, com o objetivo de propiciar melhor entendimento das considerações feitas na norma brasileira. Ao final, conclui-se que a consideração das ações sísmicas no desenvolvimento do projeto (desde a concepção estrutural até o detalhamento das armaduras) não pode ser negligenciada pois provocam alterações nos esforços e também na distribuição das armaduras. Mostra-se também que, mesmo para regiões com baixa sismicidade, as ações sísmicas provocam esforços maiores nas vigas dos pavimentos mais baixos de edifícios ao comparar com os esforços de vento.
Estudo da concentração de tensão dos laminados compósitos sanduíches de resina epóxi com fibra de vidro e núcleo de honeycomb carregados à flexão
(2017-09-15) Silva, Franciélio Gomes da; Freire Júnior, Raimundo Carlos Silverio; https://orcid.org/0000-0003-0920-7916; http://lattes.cnpq.br/1042806990155996; https://orcid.org/0000-0001-8404-979X; http://lattes.cnpq.br/8537767496632201; Dias, Avelino Manuel da Silva; https://orcid.org/0000-0001-8974-5137; http://lattes.cnpq.br/1142442322601442; Moreira, Edvan; Melo, Maxymme Mendes de; http://lattes.cnpq.br/3779445657082353; Nóbrega, Selma Hissae Shimura da; https://orcid.org/0000-0002-0279-273X; http://lattes.cnpq.br/3401274958916898; Tino, Sérgio Renan Lopes; http://lattes.cnpq.br/1420276778914253
Esse trabalho consiste no estudo do comportamento das propriedades mecânicas do compósito laminado sanduíche com núcleo de honeycomb, submetido à flexão em 4 pontos, fabricado pela indústria aeronáutica. O mesmo tem como principais objetivos a análise da concentração de tensão e um estudo detalhado dos modelos e critérios de falha que ocorre nesses materiais. De acordo com normas ASTM, confeccionou-se corpos de prova sem furo LS e com furo LSF circular concêntrico. Este estudo foi realizado em diversos laminados compósitos sanduíches com diferentes dimensões de largura e diâmetro do furo. Para o estudo de concentração de tensão efetuou-se o comparativo entre os modelos teórico como o Critério da Tensão Média (Average Stress Criterion - ASC), o Critério da Tensão Pontual (Point Stress Criterion - PSC), o modelo de falha inerente, (Inherent flaw model - IFM) e o Critério de Tensão Máxima (Maximum Stress criterion - MSC) em conjunto com os dados experimentais e os resultados de simulação matemática pelo Método dos Elementos Finitos (MEF). Além disso, foram também desenvolvidas técnicas de análise, já consagradas na literatura, para determinação das propriedades mecânicas residuais devido a influência do furo, com o objetivo de produzir um modelo de falha que defina o comportamento do material sob ação da concentração de tensão. Todos os comparativos foram feitos com o intuito de se obter uma boa previsibilidade entre os dados experimentais com os modelos propostos e os resultados numéricos. Já a análise da concentração de tensão em torno do furo foi realizada pelo monitoramento da tensão média dos extensômetros submetido até a tensão máxima de flexão. A modificação dos métodos PSC, ASC e IFM, a partir dos resultados experimentais do LSF, é algo que foi verificado com exclusividade neste trabalho, onde traz uma metodologia nova para a área de concentração de tensões em compósitos. A partir dos dados experimentais e da micromecânica, dos resultados analítico e matemáticos (MEF) gerou-se curvas de concentração de tensão em torno do furo. Quando D/W era superior a 0,3 os valores analíticos começaram a apresentar concentração de tensões superior ao valor obtido experimentalmente, como no caso das amostras W90D32 e W90D38.
Estudo de punção em lajes - modelos teóricos e análise em códigos computacionais
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2016-05-31) Cavalcante, Jonathan William Leão; Nóbrega, Selma Hissae Shimura da; Nóbrega, Petrus Gorgônio Bulhões da; Silva Filho, José Neres da; Medeiros, Márcio Dantas de
O sistema estrutural composto de lajes apoiadas diretamente sobre pilares, sem utilização das vigas para transferência dos esforços, denominadas lajes lisas ou planas, é um sistema bastante difundido e aceito no meio técnico devido às diversas vantagens em relação ao sistema convencional de lajes sobre vigas, principalmente em situações de projetos arquitetonicamente diferenciados. O objetivo deste trabalho foi o de analisar as diferenças obtidas com a utilização da norma brasileira, americana e européia para projeto de estruturas de concreto armado nas verificações à punção dos casos mais usuais da prática de projetos estruturais, além de também fazer uma análise comparativa entre os resultados obtidos através dos softwares nacionais mais utilizados pelo meio técnico para esse tipo de projeto, o AltoQI Eberick e o CAD/TQS, com os obtidos através da norma brasileira, a fim de verificar e explicitar a causa de possíveis diferenças nos resultados. Para obtenção dos dados necessários, foram realizadas 168 verificações à punção em 21 configurações distintas de lajes, além de 35 análises computacionais para verificação dos softwares. Os resultados mostraram uma grande variação nos valores obtidos por cada norma, para cada configuração diferente de laje, fato atribuído aos diferentes fatores e limitações considerados por cada um dos modelos utilizados nas formulações, de forma que não há como classificar cada modelo como mais ou menos conservador. Já com relação aos softwares percebeu-se que o AltoQI Eberick resulta em valores iguais aos obtidos através da norma brasileira, enquanto que o CAD/TQS, por utilizar um modelo de cálculo distinto, resulta em valores diferentes dos preconizados por essa norma.
Laminado compósito a base de tecido híbrido: anisotropia, furo concêntrico, fratura mecânica e análise por MEF
(2016-06-17) Medeiros, Roberto José de; Aquino, Eve Maria Freire de; Nóbrega, Selma Hissae Shimura da; ; ; ; Freire Júnior, Raimundo Carlos Silverio; ; Ferreira, Evans Paiva da Costa; ; Felipe, Raimundo Nonato Barbosa; ; Tino, Sergio Renan Lopes;
Constituídos de uma fase aglutinante (matriz) e outra (reforços) que lhes conferem sustentabilidade e capacidade de suporte de carga, os materiais compósitos encontram-se cada vez mais consagradamente estabelecidos no meio tecnológico, tanto das pesquisas quanto do uso industrial, em face da variedade de suas aplicações, possibilidades de utilização e configurações sempre inovadoras de concepção. Matrizes e reforços ligam-se sem fusão permitindo a conservação de suas características particulares, mas conferem novas propriedades ao novo material, que originam, possibilitando a preparação deste, segundo conformação desejada para uma finalidade determinada. Neste sentido, no trabalho de pesquisa que ora se apresenta, foi idealizado um compósito laminado a base de uma resina polimérica termofixa do tipo Epóxi Éster Vinílica, reforçada com 8 (oito) camadas de um tecido híbrido bidirecional constituído por fibras kevlar na direção urdume e fibras de carbono na direção trama; esse material compósito foi definido como LC (Laminado Compósito a base de tecido híbrido bidirecional carbono/kevlar). O estudo do comportamento mecânico desse compósito laminado LC foi realizado segundo enfoques experimental, analítico e numérico com o objetivo geral de determinar suas respectivas propriedades mecânicas (principalmente, resistência última e módulo elástico), levando em conta a propriedade de anisotropia do tecido híbrido e a presença de descontinuidade geométrica (furo circular concêntrico). No caso da descontinuidade geométrica, foram determinados os parâmetros “ao” e “do” correspondentes, respectivamente, aos critérios de falha ASC (Average Stress Criterion) e PSC (Point Stress Criterion), os quais caracterizam as distâncias da região de concentração de tensões na vizinhança do furo. O enfoque numérico consistiu em analisar o comportamento de dois modelos numéricos semi-empíricos propostos, simulados pelo Método dos Elementos Finitos (MEF) e, respectivamente, referenciados como IFA-CTPF/SF, para os grupos de corpos de prova sem furo, ou como IFA-CTPF/CF, para os grupos de corpos de prova com presença de furo concêntrico. A partir do critério de falha PSC, os resultados obtidos para propriedades e parâmetros averiguados, tanto sob o enfoque analítico quanto sob o enfoque numérico, apresentam-se coerentemente consistentes com os dados experimentais, nas duas direções consideradas para solicitação do laminado LC (direção fibras de carbono ou direção fibras kevlar); resultados análogos, provenientes da aplicação do critério de falha ASC sob enfoque numérico, não se mostraram tão satisfatórios em face dos dados experimentais correspondentes ou dos oriundos da avaliação sob enfoque analítico. Todo o estudo do comportamento mecânico foi com base no ensaio de tração uniaxial. A caracterização física do laminado LC foi feita mediante ensaios de Densidade Volumétrica e Calcinação, este último para obtenção dos teores (em termos percentuais) dos parâmetros microestruturais (matriz, fibras e vazios). A análise da fratura mecânica foi realizada a partir da Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), com o objetivo de identificar os danos originados em suas microestruturas.
Laminados compósitos de PRFV: efeitos da descontinuidade geométrica e do envelhecimento ambiental acelerado
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2014-02-07) Tinô, Sérgio Renan Lopes; Aquino, Eve Maria Freire de; ; http://lattes.cnpq.br/1196595599227394; ; http://lattes.cnpq.br/1420276778914253; Nóbrega, Selma Hissae Shimura da; ; http://lattes.cnpq.br/3401274958916898; Freire Júnior, Raimundo Carlos Silvério; ; http://lattes.cnpq.br/1042806990155996; Santos, Marco Antonio dos; ; Amorim Júnior, Wanderley Ferreira de; ; http://lattes.cnpq.br/8131607733881361
A crescente demanda na utilização dos materiais compósitos torna imprescindível uma melhor compreensão do seu comportamento frente às mais diversas condições de carga e serviço, bem como sob as variadas formas de conexões envolvendo mecanismos nos projetos estruturais. Dentro dessas condições de projeto destaque se faz para a presença de descontinuidades geométricas na área de seções transversal e ou longitudinal dos elementos estruturais, assim como, condições ambientais de serviço como a radiação UV, a umidade, o calor, que levam a um decréscimo na resposta mecânica final do material. Neste sentido, essa tese tem como objetivo o desenvolvimento de estudos (experimental e modelos semi-empíricos) detalhados dos efeitos causados pela presença de descontinuidade geométrica, mais especificamente um furo concêntrico na seção longitudinal (com redução da seção transversal), assim como, da influência do envelhecimento ambiental acelerado nas propriedades mecânicas e mecanismo de fratura de laminados compósitos de PRFV sob a ação de cargas uniaxiais de tração. Estudos referentes ao comportamento morfológico e de degradação estrutural dos laminados compósitos são realizados, através de análises macroscópicas e microscópicas das superfícies afetadas, além da avaliação mediante a Técnica de Mediação de Variação de Massa (TMVM). As condições de envelhecimento ambiental acelerado serão simuladas através da câmara de envelhecimento. Para avaliação da influência simultânea do envelhecimento/descontinuidade geométrica nas propriedades mecânicas dos laminados compósitos, um modelo semi-empirico é proposto e denominado de Modelo IE/FCPM. Para o caso da presença da concentração de tensão devido ao furo concêntrico, a mesma é avaliada a partir do uso dos critérios de falhas da Tensão Média (Average-Stress Criterion) e da Tensão Pontual (Point-Stress Criterion). Dois laminados compósitos poliméricos, confeccionados industrialmente, foram estudados: o primeiro é unicamente reforçado com mantas de fibras curtas de vidro/E (LM) e o segundo onde o reforço de fibras de vidro/E vem na forma de tecido bidirecional (LT). Na concepção das configurações dos laminados a presença da anisotropia é fundamental para a resposta mecânica final dos mesmos. Por fim, um estudo comparativo entre todos os parâmetros foi realizado para uma melhor compreensão dos resultados. Como estudo conclusivo, as características da fratura final dos laminados sob todas as condições que os mesmos foram submetidos, foram analisadas. Essas análises foram feitas em níveis macroscópico (scanner) microscópico (óptico e eletrônico de varredura). Ao término das análises foi observado que o processo de degradação se dá de forma semelhante para cada compósito pesquisado, no entanto, o laminado compósito LM quando comparado às configurações LT 0/90º e LT ±45º do laminado compósito LT, se mostrou mais susceptível a perda de propriedades mecânicas tanto em relação à presença do furo concêntrico como em relação ao envelhecimento ambiental acelerado

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