Estruturas

Estruturas

A área de estruturas tem por objetivo o desenvolvimento de pesquisa científica de ponta, formando profissionais (engenheiros e pesquisadores) de alto nível, habilitando-os a resolver problemas não triviais de engenharia, gerando e difundindo conhecimento científico e tecnológico em meio à sociedade. Esta área é dividida em duas grandes linhas de pesquisa: Análise Numérica de Estruturas, e Análise Experimental e Comportamento Mecânico de Elementos e Sistemas Estruturais (AECMESE).

Dentro da linha de pesquisa de Análise Numérica de Estruturas está o Centro de Otimização e Confiabilidade em Engenharia (CORE), fundado em 2012, cujas atividades são dedicadas ao desenvolvimento teórico e aplicações de ferramentas numéricas para solução de problemas complexos de engenharia, compreendendo: quantificação de incertezas e confiabilidade estrutural, otimização e mecânica computacional (análise estática, dinâmica, linear e não linear). O CORE é composto por cinco pesquisadores, dois deles bolsistas de produtividade em pesquisa nível 2 do CNPq, tendo produzido mais de trinta e cinco artigos nos mais conceituados periódicos internacionais da área no período de 2013 a 2016, por exemplo. Os pesquisadores do CORE têm participado ativamente de projetos de pesquisa e desenvolvimento (P&D) nas áreas de torres de transmissão de energia elétrica, poços de petróleo e pontes de concreto armado, tendo mantido parcerias científicas com várias universidades no Brasil, como por exemplo: USP, UFPB, UFRGS, UFRJ, PUC-Rio, UTFPR e FURG. Atualmente, as principais interações com o exterior são feitas com o Laboratoire d’Optimisation et Fiabilité en Mécanique des Structures (LOFIMS), do Institut National des Sciences Appliquées de Rouen (França), e Center for Uncertainty Quantification in Computational Science & Engineering da King Abdullah University of Science and Technology (KAUST). Além do desenvolvimento de pesquisa científica com estas universidades, estão sendo iniciados processos de teses em cotutela. No que concerne à atração de recursos da indústria para o financiamento de pesquisas científicas de ponta na universidade, o CORE desenvolve atualmente um projeto em colaboração com o Departamento de Engenharia de Estruturas da EESC/USP, o Departamento de Mecânica da UTFPR e o Centro de Pesquisas e Desenvolvimento (CENPES) da PETROBRAS S.A.

O Grupo de Análise e Projeto (GAP), parte da linha de pesquisa Análise Numérica de Estruturas, vem atuando nas áreas de Projeto de Estruturas e Estruturas de Geração e Transmissão de Energia, com integração com Empresas de Engenharia e de Elaboração de Programas computacionais para Projeto de Estruturas.

Atuando na linha de pesquisa de AECMESE estão o Grupo de Pesquisa em Ensaios não Destrutivos (GPEND) e o Grupo Interdisciplinar de Estudos da Madeira (GIEM). O GPEND foca no desenvolvimento de técnicas de ensaios não destrutivos (e.g. ultrassom, infravermelho), tendo como principal aplicação estruturas de concreto armado e madeira. Em relação à inserção internacional do grupo, o GPEND desenvolve projetos de pesquisa com diferentes universidades e institutos de pesquisa, por exemplo, o Instituto ZAG, com sede em Ljubljana, Eslovênia.

O GIEM foi implantado no Departamento de Engenharia Civil em 1999 e, atualmente, é formado por três professores pesquisadores: dois da UFSC e um do IFSC. Realiza pesquisas e dissemina informações técnicas na área de madeiras por meio de consultorias e estudos vinculados aos Programas de Pós-graduação da Engenharia Civil e da Arquitetura e Urbanismo da UFSC. Suas atividades estão voltadas à busca de alternativas de tecnologias limpas e de baixo custo, que possam melhorar o desempenho do setor industrial madeireiro. Entre os temas desenvolvidos pelo GIEM estão: caracterização física e mecânica de espécies florestais e de materiais de base florestal, análise experimental e modelagem de estruturas, comportamento mecânico da madeira sob a ação de temperaturas elevadas e de incêndio, estudo de durabilidade, recuperação e reforço de edificações em madeira, diagnóstico e preservação de patrimônio histórico em madeira e critérios de projeto de estruturas de madeira. O GIEM tem atuado de forma contínua na formação de recursos humanos, como doutorados, mestrados e alunos de iniciação científica, mantendo colaboração técnico-científica com instituições nacionais e internacionais. Entre as instituições nacionais citam-se: a Universidade Regional de Blumenau (FURB), a Universidade para o Desenvolvimento do Estado de Santa Catarina (UDESC), a Universidade Federal do Pará (Tucuruí, PA), e outro da UNIOESTE, Cascavel, PR. Entre as instituições internacionais citam-se a Faculdade de Ciências e Tecnologia (FCTUC) da Universidade de Coimbra (Portugal), com a qual foi desenvolvido um Projeto de Cooperação transnacional Convênio FCT/CAPES, a Universidade de Magallanes (Chile), a Universidade do Minho (Portugal), a École Nationale Supérieure des Technologies et Industries du Bois de Épinal (França) e a Università di Padova (Itália). Atualmente, abriga o desenvolvimento um doutorado com bolsa do Projeto ELARCH – Euro Latino American partnership in natural Risk mitigation and protection of the Cultural Heritage. A interação com empresas de produtos de base florestal está presente nas atividades do GIEM, como no caso da Battistella e da Lavrasul SA, além de órgãos públicos como o SESI-SC, Instituto de Planejamento Urbano de Florianópolis (IPUF), a Fundação Catarinense de Cultura do Estado de SC, o Instituto de Patrimônio Histórico e Artístico Nacional (IPHAN) e a Coordenadoria das Fortalezas da Ilha de Santa Catarina (UFSC). Nas atividades de projeto de estruturas de madeira, o GIEM está participando nas Comissões de proposição da primeira norma brasileira de wood frame – ABNT/CB-31 e da revisão da norma ABNT 7190 Projeto de estruturas de madeira.

 

Infraestrutura

LEE – O Laboratório de Experimentação em Estruturas

O LEE está preparado para a realização de ensaios de elementos estruturais fabricados nos mais diversos materiais. Podem ser realizados ensaios de: vigas; colunas; lajes; paredes; escadas; postes; tubulões e demais componentes da construção civil. O LEE também está apto para o desenvolvimento de pesquisas de inovação tecnológica ou tradicional, para a produção de elementos estruturais em concreto estrutural de alto desempenho e pré-fabricados de concreto; em aço; madeira; alvenaria estrutural; argamassa armada; madeira laminada colada; compósitos de madeira laminada colada reforçada com fibras resistentes e demais compósitos e soluções tradicionais ou inovadoras; além de diagnóstico de danos e recuperação e reforço de estruturas.

A infraestrutura disponível do laboratório atende às necessidades das atividades de ensino da graduação e da pós-graduação, de pesquisa e de extensão. Ele está instalado em um espaço de 400 m2, constituído de um salão para ensaios de 252 m2 com altura de 8 m, no qual está inserida uma laje de reação de 10 m × 10 m; uma carpintaria de 50 m2; uma sala de projetos de 38 m2 e uma sala climatizada. Dispões de vários equipamentos:

– uma ponte rolante com capacidade de 50 kN.

– dois sistemas hidráulicos para serem acoplados a atuadores de carga.

– atuadores do tipo cilindro hidráulico para 800, 250 e 100 kN cada.

– Células de carga, com indicador digital, para capacidades de 5 kN, 10 kN, 20 kN, 30 kN, 50 kN, 100 kN, 200 kN e 500 kN.

– uma máquina de ensaio para a caracterização de corpos de prova e peças estruturais de até 2 m de altura e capacidade de carga de até 3000 kN com precisão de 2 kN.

– Dois pórticos para ensaios com capacidades de 200 e até 2400 kN.

– Uma máquina de ensaio para pequenos corpos de prova, com capacidade de 100 kN e precisão de 170 N.

– Uma máquina universal de ensaios de corpos de prova para a caracterização da madeira, com capacidade de 60 kN e precisão de 20N.

– Cilindros hidráulicos manuais com capacidades de 60, 100 e 120 kN.

– Relógios comparadores, analógicos e digitais, e transdutores de deslocamento com cursos de 1 mm, 10 mm, 30 mm, 50 mm e 100 mm com precisão de centésimo ou milésimo de milímetro.

– Balanças eletrônicas de precisão.

– Um higrômetro com sonda por pinos metálicos para a verificação não destrutiva do teor de umidade da madeira.

– Aparelhos para testes de ultrassom (marca PUNDIT e SYLVATEST); Esclerometria, maturidade e penetração de pinos.

– Painel radiante à gás (modelo ASTM E 162-79) para determinação do índice de propagação de chamas de materiais.

– Pirômetro ótico OMEGA (fabricanete Omega Engineering, Inc.), tipo K, campo de visão 20:1.

– Sistemas de aquisição de dados da marca HBM, modelos Spider e MGC plus, contendo 32 canais e 48 canais respectivamente, com interface para computador; programas CATMAN e HP-VEE para aquisição e tratamento de dados; programa para ensaios e aquisição de dados na máquina marca KRATOS.

– autoclave vertical marca Phoenix;

– Câmara Climática de 240 litros com controles de temperatura entre 10 e 40 ºC e umidade relativa do ar entre 10 e 90%, medidas internas em mm: L=500 x P=400 x A=1200.

– Medidores de temperatura, e medidores de umidade da madeira;

– Estufa marca Quimis capacidade p/ 1m³, faixa de trabalho de 0 a 300 °C;

– Ferramentaria para a carpintaria.

– Câmara infra-vermelho.

 

LAE – Laboratório de Análise de Estruturas

O LAE com os seguintes equipamentos disponíveis:

– 1 Estação da SUN Ultra5 Spark IIi.

– 14 micro-computadores PC.

– 2 micro-computadores Macintosh.

– 1 Impressoras Laser.

– 1 Impressoras Jato de Tinta A3.

– 1 Scaner de mesa.

 

O LAE conta também com os seguintes Programas comerciais e educativos para a análise e projeto de estruturas:

– MIX – Análise de Pórticos Planos, grelhas e Placas.

– MIX 3D – Análise de Estruturas Tri-dimensionais.

– SAP 2000 – Versão 11, análise linear e não linear de Estruturas de barras espaciais e Elementos Finitos.

– ANSYS – Análise de Estruturas pelo Método dos Elementos Finitos.

– NASTRAN e PATRAN – Análise de Estruturas pelo Método dos Elementos Finitos.

– CASTEM – para análise de estruturas pelo método de elementos finitos.

– Pró-viga / Pró-laje / Pró-Pilar – Cálculo e detalhamento de vigas, laje e pilares de Concreto Armado.

– Eberick – Cálculo e detalhamento de edifícios de Concreto Armado.

– ANEST- Programa educacional para análise estática de estruturas reticuladas.

– Programas educacionais na área de análise e detalhamento de estruturas: Pórtico Plano (Análise Linear e Não-linear), Treliça, Grelha.