Estruturas

A área de Estruturas é uma das mais antigas e tradicionais da Engenharia Civil. Portanto, o nível de conhecimento atingido é bastante elevado e em grande parte, ministrado em programas de Pós-Graduação.   Nacionalmente a ênfase maior, na maioria dos cursos, está focada na Análise Estrutural e Métodos Numéricos, tanto para testar e validar procedimentos propostos quanto para fornecer subsídios para pesquisas futuras. Entretanto, observa-se que o grande desenvolvimento em recursos computacionais disponíveis vem criando uma demanda crescente em pesquisa na área de modelagem e procedimentos computacionais aplicados à análise estática e dinâmica de estruturas.

Também se observa uma demanda regional referente ao comportamento estrutural de novos materiais, como madeira laminada colada, oriented strand-board (OSB), alvenaria estrutural e materiais compostos avançados. Como consequência do uso de novos materiais, abre-se também um leque para as questões de desempenho ao fogo, de durabilidade das estruturas e técnicas de inspeção e de recuperação, principalmente nas Estruturas de Concreto e de Madeira, cujas manifestações patológicas vêm requerendo maior atenção nos últimos tempos. A utilização de métodos de ensaios não destrutivos na avaliação do desempenho e integridade de estruturas existentes, o controle de qualidade e análise do comportamento do concreto nas primeiras idades adquirem um campo de aplicação cada vez maior para a pesquisa.

Dentro das Linhas de Pesquisa da Área, identificam-se as seguintes sub-linhas de pesquisa:

a) Análise não-linear de estruturas de concreto armado, protendido, metálicas e alvenaria;

b) Desenvolvimento de procedimentos computacionais para análise, projeto e reforço de estruturas de concreto armado, protendido, de alvenaria estrutural e de materiais compostos avançados;

c) Critérios de projeto e modelagem de estruturas;

d) Sistemas estruturais de novos materiais (madeira laminada colada, OSB-oriented strand board, alvenaria estrutural, materiais compostos avançados);

e) Durabilidade, recuperação e reforço de estruturas de concreto, madeira e alvenaria estrutural;

f) Ensaios não destrutivos;

g) Barragens de gravidade e de enrocamento;

h) Comportamento de estruturas submetidas a incêndio;

i) Análise dinâmica de estruturas (de concreto, metálicas e de madeira; ação do vento);

j) Quantificação de incertezas em engenharia: confiabilidade estrutural, método dos elementos finitos estocásticos, propagação em incertezas em sistemas não lineares;

k) Otimização em engenharia: abordam-se tópicos desde a otimização estrutural (redução de custo) até a aplicação da otimização matemática para solução de problemas como localização de dano em estruturas, identificação de parâmetros, controle passivo, entre outros.

Grupos de Pesquisa

Todos os professores da área de Estruturas fazem parte do Grupex – Grupo de Experimentação e Análise de Estruturas – cadastrado na Plataforma Lattes do CNPq e liderado pelo professor Roberto Pinto. Existem ainda na área alguns grupos de pesquisa mais específicos:

GIEM – Grupo Interdisciplinar de Estudo da Madeira, cadastrado na Plataforma Lattes, com a participação dos professores Ângela do Valle e Poliana Dias de Moraes que integra pesquisadores da área de Madeira vinculados à UFSC (professores e pesquisadores dos departamentos de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo, e Botânica).

GAP – Grupo de Análise e Projeto, cadastrado na Plataforma Lattes sob a liderança do Prof. Daniel D. Loriggio que 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.

GPEND – Grupo de Pesquisa em Ensaios não Destrutivos, cadastrado na Plataforma Lattes sob a liderança do prof. Roberto Caldas de A. Pinto, criado em 2004, que vem atuando na pesquisa e desenvolvimento de técnicas não destrutivas para inspeção e avaliação de estruturas de concreto e madeira. Conta também com a participação da professora Poliana Dias de Moraes prof. Marcos Lenzi.

CORE – Centro de Otimização e Confiabilidade, formado pelos professores Rafael Holdorf Lopez, Leandro Fleck Fadel Miguel, Otávio Augusto Alves da Silveira e Wellison José Santana Gomes, atua no desenvolvimento matemático e numérico de técnicas de quantificação de incertezas (e.g. confiabilidade estrutural, método dos elementos finitos estocásticos) e otimização, assim como suas aplicações em diversas áreas da engenharia, como estruturas em regime estático/dinâmico, linear/não linear, controle de vibrações, identificação de dano, entre outras.

Dos 9 pesquisadores da área,  3 recebem bolsa de produtividade do CNPq. Mesmo embora com um número pequeno de docentes permanentes, no último triênio, os professores da área publicaram 15 artigos em periódicos classificados entre A1 e B2 pela CAPES. Esta grande produtividade da área tende a aumentar nos próximos anos, visto que novos professores altamente qualificados virão a reforçar o quadro de professores.

 

Infraestrutura

LEE -Laboratório de Experimentação em Estruturas

O objetivo do LEE é oferecer as melhores condições de realização de ensaios e estudos de estruturas e materiais estruturais para as atividades de pesquisa, ensino de graduação e pós-graduação. Conta com um espaço disponível total de 400 m2 sendo um salão para ensaios de 252 m2 com altura de 8 m, laje de reação de 10 x 10 m; carpintaria de 50 m2; sala de projetos de 38 m2; salas de apoio e almoxarifado. O LEE está preparado para o ensaio 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, empregadas na produção de elementos estruturais com concreto estrutural, de alto desempenho e pré-fabricados de concreto; 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.

Equipamentos:

– Uma ponte rolante com capacidade de 50 kN.

– Dois sistemas hidráulicos para serem acoplados a atuadores de carga. Um com capacidade de pressão de 340bar e outro para 700bar. Um sistema hidráulico de aplicação, com acréscimo constante, para até 200 kN, com controle de carga ou deformação.

– 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 metros de altura e capacidade de carga de até 3000 kN com precisão de 2 kN.

– Dois pórtico 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.

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

– Aparelhos para testes de Ultra-Som (marca PUNDIT e SYLVATEST); Esclerometria, Maturidade e Penetração de pinos.

– Painel radiante à gás (modelo ASTM E 162-79) para ensaio de inflamabilidade de materiais e de pequenos elementos estruturais submetidos à ação da temperatura.

– 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 40oC e umidade relativa do ar entre 10 e 90%, medidas internas em mm: L=500 x P=400 x A=1200.

– Multímetro digital Hewlett-Packard;

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

– Ferramentaria para a carpintaria.

-10 micro-computadores e demais equipamentos de informática para os alunos bolsistas, adquiridos pelo projeto DESEMAD.

– Câmara Infra-Vermelho.

– 14 micro-computadores PC.

 

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

– CASTEMpara 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.