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Análise da contribuição da protensão à resistência ao cisalhamento em vigas pré-fabricadas de concreto protendido
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2021-09-13) Avelino, Jeyce Nielle Câmara; Silva Filho, José Neres da; 0000-0002-9138-1771; http://lattes.cnpq.br/0915972389480304; 0000-0001-6407-7144; http://lattes.cnpq.br/5728229396025587; Nascimento Neto, Joel Araújo do; 0000-0003-4842-1587; http://lattes.cnpq.br/2747505817148030; Coutinho, Pedro Mitzcun; 0000-0002-9764-267X; http://lattes.cnpq.br/5335541928853227
Esta pesquisa teve por objetivo estudar a colaboração da protensão na capacidade resistente ao esforço cortante de vigas pré-fabricadas de concreto protendido, através da revisão da literatura e análise de vigas de diferentes alturas e de resistência à compressão do concreto variando de 35 a 90MPa. Em complemento, avaliou-se também a influência do traçado dos cabos de protensão (reto ou poligonal) e sua quantidade na colaboração dos mecanismos complementares a treliça na região das tensões tangenciais máximas. Esta análise paramétrica do efeito da protensão na resistência ao cisalhamento foi realizada sob os critérios das normas NBR 6118:2014, EUROCODE 2:2004 e ACI 318:2019. Como resultados, observou-se que esse efeito foi considerado com mais intensidade pela norma americana ACI 318:2019, seguido da NBR 6118:2014 e EUROCODE 2:2004. Para todos os grupos, o acréscimo da contribuição da protensão da viga de altura 60 cm para a de altura 100 cm foi maior que o da viga de 80 cm para a de 100 cm, e, de modo geral, a contribuição no acréscimo de resistência ao cisalhamento foi diminuindo conforme aumentava o fck. Ambos os fatos se devem principalmente à diminuição da tensão de compressão no concreto (menor força de protensão aplicada devido a menor quantidade de armadura ativa necessária), visto que a inércia da seção aumentou significativamente enquanto que o carregamento permaneceu praticamente o mesmo. Por fim, o acréscimo de 20% na área de aço fez com que a parcela da contribuição da protensão aumentasse em média 22% para a NBR 6118:2014, 6,22 % para o ACI 318:2019 e 29,1% para o EUROCODE 2:2004. Estes resultados demonstram que a norma americana considera pouco ou nem considera, no caso do método aproximado, a área de aço em seu processo de cálculo, enquanto que as normas brasileira e europeia consideram de modo relevante essa influência.
Análise da distribuição de momento fletor devido a carga móvel em pontes curvas de concreto armado
(2017-03-24) Rebouças, Arthur da Silva; Silva Filho, José Neres da; ; http://lattes.cnpq.br/0915972389480304; ; http://lattes.cnpq.br/9029017325348166; Araújo, Francisco Adriano de; ; http://lattes.cnpq.br/9631210433206086; Nascimento Neto, Joel Araújo do; ; http://lattes.cnpq.br/2747505817148030; Barboza, Aline da Silva Ramos; ; http://lattes.cnpq.br/4857672279132119
A análise estrutural de pontes com geometria longitudinal curva apresenta maior complexidade do que as retas, devido ao acoplamento entre o momento fletor e o momento de torção, levando a necessidade de utilizar elementos estruturais que transmitam esses esforços com eficiência. Os estudos sobre o comportamento estrutural de pontes curvas ainda precisam de uma maior quantidade de contribuições, por isso, o objetivo principal desse trabalho é realizar um estudo paramétrico sobre a distribuição de momento fletor devido a carga móvel em pontes com traçado longitudinal curvo no plano horizontal, na posição longitudinal mais crítica a estrutura. Portanto, foram utilizados modelos analíticos de cálculo referentes ao Método V-Load e ao Método M/R, bem como foram construídos 15 modelos numéricos utilizando o MEF por meio do programa CSiBridge V17. Todos os estudos foram realizados com as cargas móveis referentes ao TB-450 definido pela NBR 7188:2013. Os cálculos revelaram que os fatores de distribuição de momento fletor (FDMF) aumentam com a redução do raio de curvatura para as longarinas e/ou septos externos a curva. Além disso, nas pontes com longarinas curvas foi detectada uma distribuição mais igualitária de momento fletor do que nas pontes com longarinas retas, o que também foi constatado através da inserção de transversinas de apoio. Por fim, na análise dos métodos analíticos, foram obtidos resultados superestimados de FDMF tanto para o V-load quanto para o M/R em relação as análises via MEF.
Análise da influência da posição de furos na resistência à punção de lajes lisas apoiadas sobre pilares de seção transversal em "l"
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2016-05-30) Oliveira, Nathalia Fernandes Rodrigues de; Silva Filho, José Neres da; Arthur da Silva Rebouças; Nascimento Neto, Joel Araújo do; Nobrega, Petrus Gorgonio Bulhoes da; Rebouças, Arthur da Silva
São conhecidas as inúmeras vantagens da utilização do sistema de lajes lisas em concreto armado, porém é preocupante a possibilidade desse sistema atingir a ruptura devido à ocorrência da punção. Apesar de ser caracterizado como ruptura frágil, por vezes faz-se necessário a realização de furos para a passagem de tubulações diversas (shafts), e esses bem próximos aos pilares onde há uma grande concentração de tensões. No presente trabalho, foram estudados casos em que os pilares possuem seção transversal em “L” e as aberturas variaram em área, forma e distância com relação ao contorno do pilar. A partir dessa problemática fez-se uma análise comparativa entre os resultados obtidos pelas normas NBR 6118:2014, Eurocode 2:2010, ACI 318:2014, ModelCode 2010 e a Teoria de Fissuração Crítica de Cisalhamento proposta por Muttoni para a resistência ao puncionamento. Também modelou-se no software SAP2000 v17.3.0, programa baseado no método dos elementos finitos. Os resultados mostraram que para as estimativas normativas a presença de furos com valores de área de 100 cm² e 200 cm² independentes da forma, quadrada ou circular, e da distância pouco influenciam na redução da resistência ao puncionamento, com exceção de quando o furo se encontra adjacente ao pilar.
Análise de edifício em alvenaria estrutural sobre fundação do tipo radier: estudo de caso de ocorrência de manifestações patológicas
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2020-12-07) Negreiros, Mácia Manuela Vidal de; Nascimento Neto, Joel Araújo do; Barros, Rodrigo; Neves, Rodrigo de Azevêdo
Este trabalho consiste em um estudo de caso de um edifício em alvenaria estrutural considerando a interação solo-estrutura, que apresenta a seguinte configuração: térreo mais três pavimentos tipo e sobre fundação em radier que apresentou patologias estruturais em duas paredes de fachada no pavimento térreo. O estudo seguiu duas abordagens, a primeira: analisar a eficácia do tipo de radier empregado, por meio da verificação dos momentos fletores no radier, armaduras utilizadas em projeto e a adequação quanto à força cortante resistente de cálculo. A segunda abordagem diz respeito ao estudo das paredes que apresentaram fissuras, por meio da análise dos seguintes parâmetros nessas paredes: tensão normal na base e no topo da parede, tensão de cisalhamento no topo da parede e reações de apoio no radier abaixo de uma dessas paredes. Nesse contexto, foi utilizado o modelo de barras equivalente proposto por Nascimento Neto et. al (2014) para discretização das paredes e do radier e o solo foi representado através do modelo de Winkler, com um conjunto de molas lineares e independentes. Os parâmetros utilizados na modelagem foram os reais apresentados em projeto e ensaio de SPT do terreno no qual a edificação está localizada. Os resultados evidenciam que a fundação em radier possui comportamento mais semelhante ao de uma fundação corrida, as armaduras utilizadas foram insuficientes em alguns trechos analisados, mas dispensa a utilização de armaduras transversais. Além disso, observou-se o surgimento de tensões de tração e cisalhamento com intensidades acima do limite prescrito pela NBR 16868-1 o que justifica o aparecimento de fissuras nessas paredes e indica a necessidade de reforço estrutural das paredes afetadas.
Análise de edifícios em paredes de concreto moldadas in loco
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2016-06-01) Morquecho, Fernando Bezerra; Nascimento Neto, Joel Araújo do
A carência habitacional continua sendo um desafio para o Brasil. Para reduzi-la, é necessário um sistema construtivo rápido, eficaz e industrializado, que consiga suprir novas moradias à população em meio a uma pressão demográfica crescente. Nesse contexto se insere o sistema construtivo de paredes de concreto moldadas in loco. Além de propiciar uma maior rapidez à construção, a padronização do processo faz com que as edificações sejam mais confiáveis. Neste trabalho, foram analisados requisitos construtivos e de desempenho, além de enfocar o concreto celular, material potencialmente utilizável nesse sistema. Além disso, o procedimento de cálculo das paredes foi explorado considerando a nova normatização nacional, a ABNT NBR 16055:2012 – Parede de concreto moldada no local para a construção de edificações – Requisitos e procedimentos, comparando-o com a norma americana ACI 318:2014 – Building Code Requirements for Structural Concrete. Foram exploradas também considerações que podem ser feitas que assemelham o Sistema de Paredes de Concreto ao Sistema de Alvenaria Estrutural de Blocos Cerâmicos.
Análise de painéis de contraventamento de edifício em alvenaria estrutural considerando os efeitos localizados de 2ª ordem
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2016) Araújo, Igor Gabriel de; Nascimento Neto, Joel Araújo do; Nóbrega, Petrus Gorgônio Bulhões da; Barros, Rodrigo
O objetivo deste trabalho é realizar a consideração do efeitos localizados de 2ª ordem no dimensionamento de painéis de contraventamento de um edifício de alvenaria estrutural. Para tal, será apresentado um estudo comparativo utilizando as recomendações normativas da NBR 15961:2011 (Norma brasileira de projeto de alvenaria estrutural de blocos de concreto) e da BS 5628:2005 (British Standard – Code of practice for the use of masonry – Structural use of unreinforced masonry). Foram analisados quatro painéis de contraventamento do pavimento térreo de um edifício de 12 pavimentos. Os painéis foram divididos em faixas, cujas dimensões (largura e comprimento equivalente de flambagem) foram determinadas adaptando-se a formulação de pilares-parede da NBR 6118:2014. As informações relativas à geometria dos painéis e os carregamentos a que estes estão submetidos, foram extraídas do projeto estrutural do edifício, o qual foi concebido utilizando o TQS, software brasileiro de cálculo estrutural. Os equacionamentos da norma brasileira para o cálculo das resistências à compressão da parede consideram a área bruta da seção, enquanto que a norma britânica utiliza nos cálculos a área líquida. Por isso, para que a comparação dos resultados fosse adequada, a resistência à compressão das paredes pela metodologia da NBR foi também calculada utilizando a área líquida da seção. Dessa forma, os resultados obtidos de resistência à compressão de paredes se mostraram bem próximos. Contudo, a mesma similaridade de resultados não fora constatada nas resistências de bloco e argamassa. Isso foi devido à diferença nas formas de obtenção desses valores, conforme será tratado no decorrer deste trabalho. Observou-se ainda a importância da consideração dos efeitos de 2ª ordem no dimensionamento, visto que as resistências requeridas elevaram-se substancialmente. Foi apresentado um exemplo de dimensionamento de um dos painéis analisados, mostrando o desenvolvimento dos cálculos pelos métodos das normas estudadas.
Análise de paredes de contraventamento de alvenaria estrutural de blocos de concreto considerando os efeitos da fissuração
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2021-10-28) Oliveira, Nicole Nahara Souza de; Nascimento Neto, Joel Araújo do; Parsekian, Guilherme Aris; 16720077805; http://lattes.cnpq.br/2747505817148030; http://lattes.cnpq.br/4534359210121327; Barros, Rodrigo; http://lattes.cnpq.br/6314974214441091; Ribeiro, José Carlos Lopes
O presente trabalho consistiu na análise do comportamento de paredes de contraventamento de alvenaria estrutural de blocos de concreto, por meio de modelagem computacional considerando-se os efeitos da fissuração das juntas horizontais de argamassa. Para tanto, foram modeladas diversas tipologias estruturais de paredes de contraventamento utilizando-se um modelo simplificado que utiliza elementos de barra na discretização, sendo denominado modelo de barras equivalentes (MBEq). O modelo foi ajustado por meio da inclusão de elementos de ligação entre as barras verticais para simular numericamente o efeito da fissuração na junta horizontal de argamassa. A validação do modelo ajustado foi realizada a partir de resultados de ensaios em laboratório com paredes de alvenaria em escala reduzida solicitadas por forças horizontais e verticais. Numa segunda etapa da pesquisa foram escolhidas algumas paredes de contraventamento de um projeto de edifício para realização de análises individuais, utilizando, agora, um modelo híbrido constituído pela associação entre o MBEq e um modelo de pórtico tridimensional (MPT) baseado no Modelo de Yagui para análise de núcleos estruturais de concreto armado. Por fim, foi realizada a modelagem computacional de um edifício com 19 pavimentos utilizando o modelo híbrido com discretização pelo MBEq até o terceiro pavimento e pelo MPT nos demais pavimentos do edifício, utilizando o software de análise computacional SAP2000. Os resultados obtidos indicaram que a modelagem computacional idealizada reproduziu de forma consistente os efeitos da fissuração, simulando adequadamente o comportamento não linear da alvenaria.
Análise do comportamento estrutural de blocos de concreto armado sobre estacas como fundação para aerogerador onshore
(2018-06-18) Araújo, Kaique Yuri Márcio; Barros, Rodrigo; Nascimento Neto, Joel Araújo do; ; ; ; Silva Filho, José Neres da; ; Bezerra, Leonardo Melo;
O crescimento da indústria de energia eólica no Brasil tem demandado projetos de fundações de grande porte, que em grande parte das vezes se tratam de blocos sobre estacas. Esses elementos estruturais chegam a demandar mais de 300 metros cúbicos de concreto e 20 toneladas de aço na sua construção. Nesse contexto, uma análise mais robusta dessas estruturas de concreto armado pode colaborar com o aperfeiçoamento desses projetos vultosos que são de grande relevância para o desenvolvimento da matriz energética brasileira. Dessa forma, este trabalho se propôs analisar o comportamento estrutural de blocos de concreto armado sobres estacas, mais especificamente na sua utilização como fundações de aerogeradores onshore (em terra), através de modelos numéricos. Para tanto, foram construídos oito modelos em elementos finitos, com o auxílio dos programas computacionais ANSYS V17 e SAP2000 V17, que serviram como base para a análise estrutural proposta. Nos modelos desenvolvidos foram adotadas como variáveis: o tipo de elemento finito utilizado para modelagem do bloco e estacas (sólido ou casca); o tipo de representação do solo (mola ou maciço semi-infinito); e, a consideração ou não do solo sob a base do bloco. Para as análises numéricas os materiais foram tratados com modelos constitutivos de comportamento elástico linear. Os resultados de interesse foram: reações nas estacas; divisão do carregamento entre o solo e estaca; deslocamento do bloco; tensões normais radiais e momentos fletores no bloco; e, acréscimo de tensões verticais no solo. Na comparação entre os modelos concebidos em elementos sólidos e elementos de placa foi observado que houve boa compatibilidade entre os valores encontrados. Em alguns modelos, as análises numéricas revelaram resultados contra a segurança estrutural da fundação quando não se considera a presença do solo sob a base do bloco.
Análise do efeito construtivo em edifício de alvenaria estrutural sobre estrutura de transição em concreto armado
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2018) BARBOSA, Danilo de Figueredo; Neto, Joel Araujo do Nascimento; Nascimento Neto, Joel Araújo do; Silva Filho, José Neres da; Nóbrega, Petrus Gorgônio Bulhões da
A alta velocidade de construção de edifícios em Alvenaria Estrutural é uma realidade. Em muitas dessas construções, a utilização de estruturas de transição em concreto armado tem possibilitado o uso de pilotis para benefício comum, seja com vagas de garagem ou espaços de convivência. Nesse contexto, essas estruturas são solicitadas precocemente com cargas elevadas sem haver adquirido a rigidez necessária e usualmente adotada no projeto estrutural. O estudo em questão tem como objetivo principal avaliar os efeitos causados pelas etapas de construção na interação entre painéis de alvenaria estrutural e estrutura de suporte em concreto armado. Os modelos empregados consistiram na discretização das paredes e da viga de transição utilizando-se uma modelagem recente com elementos finitos de barra desenvolvido por Nascimento Neto et al. (2014), denominado modelo de pórtico equivalente. Para as análises, foi adotada tipologia típica de edifício de alvenaria estrutural com 21 pavimentos tipo sobre estrutura de transição em concreto armado, conforme a prática de construção brasileira, a partir do qual foram escolhidas diferentes tipologias de painéis sobre vigas com um e dois vãos. Para considerar o efeito construtivo, as propriedades mecânicas do concreto tiveram seus valores modificados para levar em consideração a variação conforme a idade. As tensões na base da parede na interface parede-viga apresentaram diferenças significativas com relação à análise sem estágios construtivos. Na viga de suporte, os esforços também apresentaram tal comportamento, exceto para a força cortante. A análise por estágios construtivos também demonstrou consideráveis alterações na deformada da estrutura. Tal efeito não foi verificado nas reações de apoio que pouco foram influenciadas. Portanto, a Análise por estágios construtivos merece atenção na prática dos projetos de edifícios em alvenaria estrutural sobre estrutura de transição em concreto armado.
Análise não linear de blocos de concreto armado sobre estacas como fundação de aerogerador onshore considerando o atrito lateral entre as estacas e o solo
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2021-11-29) Dantas, Diego Lima; Barros, Rodrigo; Nascimento Neto, Joel Araújo do; 83991301415; http://lattes.cnpq.br/2747505817148030; http://lattes.cnpq.br/6314974214441091; http://lattes.cnpq.br/7843363742294141; Silva Filho, José Neres da; http://lattes.cnpq.br/0915972389480304; Delalibera, Rodrigo Gustavo
Na busca por fontes alternativas para atender à crescente demanda por energia, a produção eólica tem tido destaque devido ao grande potencial para sua utilização no Brasil. Dada a magnitude das fundações de unidades aerogeradoras, a compreensão do seu comportamento como estrutura é essencial para a concepção de soluções otimizadas, que reduzam custos e facilitem a implantação desta tecnologia em larga escala. Sob esta óptica, a presente pesquisa busca aprofundar os estudos acerca do comportamento estrutural das fundações para aerogeradores onshore, representadas por blocos de concreto armado sobre estacas. Foram desenvolvidos modelos computacionais, via Método dos Elementos Finitos (MEF) com o auxílio do software Ansys Workbench R20, considerando-se a contribuição do atrito lateral do fuste das estacas na condução de cargas ao solo, mediante modelagem numérica não linear. Foram dimensionadas as armaduras de uma fundação de torre eólica e propostas duas organizações distintas de malha: circular (AC) e ortogonal (AO). Observou-se que os blocos, armados, ainda que classificados como fundações flexíveis devido a sua geometria, apresentaram um comportamento próximo ao de blocos rígidos, com uma tendência de linearização das reações das estacas e dos deslocamentos verticais. Os resultados mostraram que a distribuição das armaduras em malha ortogonal proporcionou menores deslocamentos verticais para os blocos, fato que foi atribuído ao maior enrijecimento da fundação fornecido por este modo de dispor as barras. Nos diferentes tipos de solos considerados, os deslocamentos verticais dos modelos AO foram, em média, inferiores aos dos modelos AC em 10,74%. Em contrapartida, o consumo de aço, em quilos, foi consideravelmente menor nos modelos AC. A quantidade de aço empregada nas armaduras dos modelos AC foi 30,97% menor que a dos modelos AO.
Análise não linear de pórticos planos considerando modelos hiperelásticos pelo método dos elementos finitos posicional
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2024-03-22) Santos, Leandro dos; Maciel, Daniel Nelson; http://lattes.cnpq.br/4343155598427033; Nascimento Neto, Joel Araújo do; http://lattes.cnpq.br/2747505817148030; Greco, Marcelo; Barros, Rodrigo
Neste estudo, realizou-se o desenvolvimento e a implementação dos modelos hiperelásticos Mooney-Rivlin, Neo-Hookean, Ogden e Yeoh em um código computacional em FORTRAN. Este código foi construído utilizando o Método dos Elementos Finitos Posicional, juntamente com a cinemática de Reissner e o método de Newton-Raphson, para possibilitar a análise não linear de pórticos planos com amostras de elastômeros adicionadas de diferentes proporções de negro de carbono. Após a implementação dos modelos, empregou-se o Método dos Mínimos Quadrados para determinar os coeficientes constitutivos dos modelos hiperelásticos. Em seguida, foi realizada uma avaliação comparativa do desempenho de cada modelo, analisando suas curvas de força versus deslocamento. Os resultados revelaram que os modelos de Yeoh e Ogden apresentaram resultados coerentes, enquanto os modelos Neo-Hookean e MooneyRivlin apresentaram discrepâncias. Essa observação foi atribuída ao número de constantes presentes na formulação de tais modelos. Além disso, concluiu-se que a abordagem do Método dos Elementos Finitos Posicional para a análise não linear de pórticos planos, utilizando modelos hiperelásticos, demonstrou bom desempenho. Especialmente após as modificações propostas neste estudo, que incluíram a consideração do primeiro e segundo invariante de deformação da formulação de cisalhamento simples, visando melhorar a representação da distorção na energia específica de deformação dos modelos hiperelásticos.
Análise numérica de punção em lajes lisas com furos apoiadas em pilares com seção transversal em “L”
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2017) Santos, Isabela Beatriz Macedo dos; Silva Filho, José Neres da; Silva Filho, José Neres da; Nascimento Neto, Joel Araújo do; Nóbrega, Petrus Gorgônio Bulhões da
O sistema estrutural de lajes lisas oferece inúmeras vantagens do ponto de vista construtivo, dentre elas a flexibilidade na definição dos espaços internos e facilidade na realização de reformas e modificações futuras. Entretanto, nas regiões de ligação das lajes com os pilares há o surgimento de altas tensões que podem conduzir à ruptura brusca por punção. Apesar do comportamento frágil de ruptura do sistema, é comum a realização de aberturas para a passagem de tubulações que reduzem a capacidade resistente à punção das lajes lisas. Este trabalho apresenta um estudo relativo à análise numérica realizada em 10 modelos de lajes lisas de concreto armado, sem armadura de cisalhamento, com furos adjacentes apoiadas sobre pilares internos de seção transversal em “L” utilizando o método dos elementos finitos (MEF). Para obtenção de resultados, as lajes foram modeladas utilizando o software SAP2000 v.19 (Structural Analysis and Design Program) considerando a não linearidade física dos materiais. Estudou-se a influência das aberturas no comportamento da ligação laje-pilar quanto ao puncionamento através da análise da carga de ruptura, distribuição dos esforços solicitantes e deslocamentos verticais. Apresenta-se ainda a comparação dos modelos numéricos com resultados obtidos a partir das prescrições das normas: NBR 6118 (ABNT, 2014), Eurocode 2 (CEN, 2010), ACI 318 (ACI, 2014), Model Code (fib, 2011) e do modelo teórico utilizando a Teoria da Fissura Crítica de Cisalhamento (MUTTONI, 2008).
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.
Avaliação da distribuição de tensões em edifícios de alvenaria estrutural submetidos à variação de temperatura devido a incêndio
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2018) Oliveira, Nicole Nahara Souza de; Nascimento Neto, Joel Araújo do; Nascimento Neto, Joel Araújo do; Mittelbach, Fernanda Rodrigues; Maciel, Daniel Nelson
Existem na literatura diversos estudos e experimentos relacionados à análise de estruturas de concreto armado em situações de incêndio. Entretanto, com relação às estruturas de alvenaria, pouco tem sido feito para avaliar os aspectos do incêndio, por exemplo, na perda de resistência dos elementos, na redistribuição de tensões e na ocorrência de fissuração. Além disso, considerando o caráter peculiar do comportamento das paredes de alvenaria estrutural e suas diferenças em relação às estruturas de concreto armado, não se pode aplicar indiscriminadamente as diretrizes estabelecidas para análise desse tipo de estrutura às estruturas em alvenaria. Neste sentido, o presente trabalho tem como objetivo avaliar a distribuição de tensões em paredes de edifícios de alvenaria estrutural submetidos a variações de temperatura correspondentes à ocorrência de incêndio em determinados cômodos do apartamento. As análises foram realizadas através de resultados obtidos por meio da modelagem computacional de uma edificação padrão térreo mais três pavimentos tipo, utilizando-se o modelo de pórtico equivalente proposto por Nascimento Neto et at. (2014), que consiste na discretização da alvenaria utilizando elementos finitos de barra. Através dessa modelagem também foram verificadas as deformações ocorridas na laje do pavimento e de que forma se dá sua interação com as paredes estruturais do edifício. Além disso, também foi avaliada a possibilidade do emprego de modelos simplificados de análise para obtenção dessas deformações e das correspondentes tensões atuantes nas paredes. A partir das análises foi possível identificar a ocorrência de tensões de cisalhamento com intensidade acima dos limites estabelecidos atualmente pelas normas NBR 15961-1 e NBR 15812-1, indicando a necessidade de realização de procedimentos de reforço em algumas paredes do edifício exemplo avaliado. As análises foram complementadas pela avaliação da redistribuição de tensões nas paredes de modo a se fazer uma previsão da provável fissuração que pode ocorrer.
Avaliação de critérios de modelagem para edifícios de alvenaria estrutural com estrutura de transição em concreto armado
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2020-12-07) Machado, Francksuel Barbosa; Nascimento Neto, Joel Araújo do; Silva Filho, José Neres da; Neves, Rodrigo de Azevêdo
Diante do grande acréscimo de construções em alvenaria estrutural, o objetivo deste trabalho é o desenvolvimento de análises mais eficientes do sistema estrutural desse tipo de edificação. O estudo é voltado especificamente para as que utilizam estruturas de transição em concreto armado, prática cada vez mais comum devido a busca por espaços abertos abaixo dos pavimentos para diversos usos. Foram desenvolvidas duas metodologias de modelagem para um edifício de tipologia usual, a partir do acoplamento de dois modelos computacionais: o modelo de barras equivalentes para simular a interação entre as paredes estruturais e a estrutura de suporte em concreto armado; e o modelo de pórtico tridimensional para simular as paredes estruturais nos pavimentos superiores. A partir dessa modelagem o trabalho desenvolvido focou na avaliação dos efeitos causados pela consideração de diferentes critérios para simulação do efeito de diafragma rígido das lajes dos pavimentos: um critério considera a vinculação associada aos deslocamentos verticais relativos no pavimento, enquanto o outro critério libera esse vínculo. As análises também consistiram na avaliação dos momentos fletores, forças axiais e cortantes, e deslocamentos das vigas da estrutura de transição, além da distribuição das tensões na base das paredes, para painéis com diferentes tipos e disposição de aberturas. Os resultados indicaram que o modelo com liberação dos vínculos pode ser considerado como o mais adequado, entre os que foram avaliados, para a análise de estruturas semelhantes aquela utilizada no estudo de caso.
Avaliação do comportamento de edifícios de alvenaria estrutural sobre estrutura de transição considerando a interação solo-estrutura e o efeito construtivo
(2019-03-29) Lopes, Anna Christinna Secundo; Nascimento Neto, Joel Araújo do; ; ; Silva Filho, José Neres da; ; Trautwein, Leandro Mouta;
O presente estudo consistiu na avaliação dos efeitos causados pela sequência de construção e pela interação solo-estrutura (ISE) em edifícios de alvenaria estrutural sobre estruturas de transição em concreto armado. Para tanto, foi utilizado o modelo de barras equivalentes para simular a interação entre as paredes estruturais no primeiro pavimento dos edifícios e a estrutura de suporte em concreto armado, e o modelo de pórtico tridimensional para simular as paredes estruturais nos pavimentos superiores. As análises relacionadas à sequência de construção consistiram na incorporação gradativa do carregamento e da rigidez da estrutura durante o tempo de execução, enquanto que aquelas relacionadas a ISE incorporaram os efeitos da deformabilidade das fundações na distribuição dos esforços na estrutura, utilizando molas lineares. Foram desenvolvidas 4 metodologias de modelagem para 2 edifícios com diferentes geometrias. As análises consistiram na avaliação dos esforços e dos deslocamentos da estrutura de transição (pilares e vigas), além da distribuição das tensões na base das paredes, para painéis com diferentes tipos de abertura. Os resultados evidenciam que a introdução da ISE e do efeito construtivo não alteram o encaminhamento das tensões aos apoios, mas sim, suas intensidades, provocando alívio ou possível necessidade de reforço em elementos que ultrapassam o limite de cobertura do coeficiente de segurança. Além disso, confirmou-se que a incorporação da interação com o solo reduz os recalques diferenciais das fundações.
Caracterização não destrutiva de blocos estruturais de concreto
(2018-05-30) Medeiros, Yeza Câmara Santiago de; Nascimento Neto, Joel Araújo do; Diógenes, Hidelbrando José Farkat; ; ; ; Barros, Rodrigo; ; Silva, Andrea Brasiliano;
O emprego sistemático do sistema construtivo de alvenaria estrutural no mercado da construção civil brasileira demanda atualmente soluções técnicas que objetivem avaliar a qualidade dos seus componentes de forma rápida, econômica e eficaz. Embora a resistência à compressão das paredes de alvenaria seja representada pela ação conjunta dos seus componentes (bloco, argamassa e graute), os blocos são os responsáveis pela maior parcela dessa resistência. Para garantir a qualidade dos blocos, a NBR 6136 estabelece requisitos. Dentre eles, os blocos devem possuir arestas vivas e não devem apresentar trincas, fraturas ou outros defeitos. A forma mais usual de identificar tais defeitos é realizando uma inspeção visual, processo trabalhoso e que demanda tempo em meio a uma linha de produção. Nesse contexto, o presente estudo apresentou uma alternativa para identificação de falhas em blocos de concreto por meio de ensaios não destrutivos. Após análise dos espectros dos blocos obtidos experimentalmente com o uso da técnica de excitação por impulso – utilizando microfone e acelerômetro – e de forma teórica com a análise modal numérica, foi possível perceber padrões na resposta acústica dos blocos íntegros da família M-15 e M-20. Dessa forma, estabeleceram-se critérios para o controle de qualidade dos blocos utilizando a espectroscopia de ultrassom ressonante. Com isso, o estudo em questão teve o objetivo principal de testar metodologias de ensaios não destrutivos buscando avaliar a conformidade de blocos de concreto para fins estruturais, onde foi estabelecido um espectro padrão e avaliado sua eficácia em componentes vazados.
Consideração de efeitos térmicos em sólidos bidimensionais não lineares
(2019-03-29) Saraiva, Marcos Daian Figueiredo da Silva; Maciel, Daniel Nelson; ; ; Nascimento Neto, Joel Araújo do; ; Costa Júnior, João Carlos Arantes; ; Greco, Marcelo;
Neste trabalho, aborda-se o estudo do comportamento termomecânico de sólidos bidimensionais, levando em consideração os efeitos das não linearidades física e geométrica. Os efeitos térmicos são considerados mediante formulação fundamentada na primeira e segunda leis da termodinâmica e energia livre de Helmholtz, necessários para análise do comportamento termoelástico e termoplástico na resposta dinâmica estrutural. O Método dos Elementos Finitos Posicional é empregado como formulação não linear geométrica, onde adota-se as posições nodais como incógnitas ao invés dos deslocamentos. Com relação à resposta dinâmica, são feitas comparações utilizando-se de diversos algoritmos de integração temporal. Estuda-se também, a resposta termomecânica em problemas de impacto contra anteparo rígido através da condição de penetração nula. O desenvolvimento das rotinas computacionais para os diversos problemas propostos geram resultados numéricos que são confrontados com aqueles obtidos na literatura especializada, evidenciando a precisão da formulação aqui proposta.
Dimensionamento à luz da NBR 6118 (ABNT, 2023) de uma viga-Calha pré-fabricada protendida
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2025-01-14) Chaves, Sóstenes Mesquita; Silva Filho, José Neres da; http://lattes.cnpq.br/0915972389480304; http://lattes.cnpq.br/6719931346832617; Barros, Rodrigo; http://lattes.cnpq.br/6314974214441091; Nascimento Neto, Joel Araújo do; http://lattes.cnpq.br/2747505817148030
Este Trabalho de Conclusão de Curso (TCC) aborda o dimensionamento à luz da NBR 6118 (ABNT, 2023) de em uma Viga-Calha com seção transversal tipo "I" pré-fabricada protendida, com foco na aplicação do Método das Curvas Limites para definição do traçado ideal da cablagem. Para tanto, fez-se uma breve revisão sobre os diagramas de Magnel, o Método do Fuso de Passagem e o Método das Curvas Limites, a fim de permitir estabelecer combinações eficientes de força e excentricidade dos cabos de protensão, reduzindo a necessidade de processos iterativos em projetos estruturais. Em complemento, foi realizado um estudo de caso envolvendo o dimensionamento de uma Viga-Calha pré-fabricada protendida de 15 metros de extensão, feita com concreto com resistência de 40 MPa e cordoalhas de aço de baixa relaxação (CP-190). No estudo foi detalhado o cálculo de esforços e tensões decorrentes em diferentes condições de carregamento, verificando os estados limites de serviço (ELS) e o estado limite último (ELU). Como conclusão, observou-se que o uso do Método das Curvas Limites demonstrou ser bastante útil e prático na garantir segurança e a otimização dos elementos protendidos com pré-tração.
Dimensionamento e detalhamento de pilares-parede
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2016-05-30) Medeiros, Mayara de Freitas; Nóbrega, Selma H. Shimura da; Nóbrega, Petrus Gorgônio B. da; Nascimento Neto, Joel Araújo do; Barros, Rodrigo
O pilar-parede é um elemento estrutural de grande importância para a engenharia e o seu uso se tornou comum em grandes obras, como na construção de edifícios altos e pontes, proporcionando maior rigidez à estrutura como um todo. O pilar-parede se diferencia do pilar comum, primeiramente por ser um elemento de superfície, enquanto o pilar é um elemento linear, e também por causa dos efeitos localizados que podem surgir nos pilares-parede. Este trabalho de conclusão de curso estuda o dimensionamento e o detalhamento desses elementos estruturais através da NBR 6118:2014 (projeto de estruturas de concreto) e através de recursos computacionais amplamente utilizados no país: o CAD/TQS, AltoQi/Eberick e o CypeCAD. O dimensionamento manual, bem como o do CAD/TQS e do AltoQi/Eberick, utiliza o método simplificado da NBR 6118:2014. Além deste método, o CAD/TQS também faz a análise desses elementos através do método das malhas. Já o CypeCAD dimensiona estes através de elementos finitos. Assim, os resultados manuais, o do CAD/TQS e do AltoQi/Eberick foram equivalentes, já os resultados obtidos pelo CypeCAD foram bem inferiores, devendo ser analisados pelo engenheiro.

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