TCC - Engenharia Civil de Infraestrutura

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ILATIT - Centro de Tecnologia e Infraestrutura - Bacharelado em Engenharia Civil

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Aço Tool: um software educacional para verificação a tração e compressão simples de perfis metálicos segundo a Norma NBR 8800
(2025) Colmenarez Peña, Gabriel Alejandro
O presente trabalho descreve o desenvolvimento do software Aço Tool para verificação estrutural de perfis metálicos do tipo I, H e 2L, em conformidade com os critérios estabelecidos pela Norma Brasileira (NBR) 8800:2024. A ferramenta foi projetada para auxiliar profissionais da engenharia e estudantes no dimensionamento de peças metálicas, proporcionando uma interface intuitiva e instrutiva, desenvolvida com a biblioteca CustomTkinter na linguagem python. O software Aço Tool permite a inserção de dados, a análise automática dos esforços solicitantes e resistentes, bem como a verificação à tração e compressão pura dos elementos. A partir de um banco de dados de perfis provenientes do catálogo da Gerdau, é possível a seleção direta dos elementos a serem analisados. Além disso, visando flexibilidade e personalização, o usuário pode adicionar novos perfis ao banco. A ferramenta realiza os cálculos ao considerar parâmetros geométricos e mecânicos das seções, e apresenta os resultados de forma clara para sua interpretação. Essa abordagem contribui para o aprendizado sobre o comportamento mecânico de perfis metálicos. O software também possui a funcionalidade de exportação de um memorial de cálculo, permitindo que os usuários documentem as análises realizadas de maneira estruturada. Resumen El presente trabajo describe el desarrollo del software Aço Tool para la verificación estructural de perfiles metálicos tipo I, H y 2L, en conformidad con los criterios establecidos por la Norma Brasileña (NBR) 8800:2024. La herramienta fue diseñada para asistir a profesionales de la ingeniería y estudiantes en el dimensionamiento de piezas metálicas, proporcionando uma interfaz intuitiva e instructiva, desarrollada con la biblioteca CustomTkinter en el lenguaje de programación Python. El software Aço Tool permite la introducción de datos, el análisis automático de los esfuerzos solicitantes y resistentes, así como la verificación de la tracción y la compresión pura de los elementos. A partir de una base de datos de perfiles provenientes del catálogo de Gerdau, es posible la selección directa de los elementos a ser analizados. Además, con el objetivo de garantizar flexibilidad y personalización, el usuario puede agregar nuevos perfiles a la base de datos. La herramienta realiza cálculos considerando los parámetros geométricos y mecánicos de las secciones y presenta los resultados de manera clara para su interpretación. Este enfoque contribuye al aprendizaje sobre el comportamiento mecánico de los perfiles metálicos. El software también cuenta con la funcionalidad de exportación de um informe de cálculo, permitiendo a los usuarios documentar los análisis realizados de manera estructurada.
Água Submetida a Campo Magnético: Influência do Tempo de Exposição na Resistência à Compressão e Trabalhabilidade de Concretos e Argamassas
(2017-07-26) Seelent, Bruna Luisa; Santos, Ana Carolina Parapinski dos; Cunha, Rafael Otoniel R. R. da
A utilização do concreto produzido com água submetida à passagem por campo magnético é uma das propostas que vêm sendo discutidas após alguns estudos realizados sobre sua influência nas propriedades do concreto, tanto no estado fresco como no estado endurecido, sendo a principal característica o aumento da resistência na ordem de 10%, em comparação ao concreto produzido com água comum. Pesquisas envolvendo essa nova técnica já vem sendo realizadas em diversos países, incluindo o Brasil, possibilitando uma redução no consumo de cimento. Sua aplicação é de grande impacto no setor da construção civil, principalmente em locais onde o consumo de cimento é elevado, pois pode levar a uma significativa redução de custos. O enfoque deste trabalho é a caracterização da resistência à compressão de argamassas e concretos produzido com a água submetida à um campo magnético variando os tempos de exposição ao campo em 1, 2, 4 e 8 horas. A água foi obtida a partir da sua passagem através de um campo magnético fixo e então utilizada como água de amassamento para a fabricação de argamassas e concretos. Foram produzidos corpos de prova de mesmo traço e subsequentemente submetidos aos ensaios de caracterização: resistência à compressão e à tração. Observou-se que o melhor tempo de exposição ao campo magnético foi o de 4 horas, não havendo resultados expressivos para tempos de exposição superiores. Para os concretos com água submetida a campo magnético obteve-se valores de resistência à compressão superiores a 25% e para as argamassas de cerca de 10%, além de um incremento nos valores da trabalhabilidade.
Alagamentos Urbanos: Estudo de Caso da Avenida Juscelino Kubitschek em Foz do Iguaçu - PR
(2020) Dezen, Bianca Gabriel dos Santos
O processo de urbanização desenfreado que cresce demasiadamente nas cidades, causa diversos impactos ao Meio Ambiente. Um deles é a alteração do ciclo hidrológico das bacias por conta das modificações antrópicas das características não só do relevo, mas também da cobertura do solo. Com o aumento da taxa de impermeabilização dos solos das cidades, o escoamento superficial e a taxa de infiltração das águas pluviais são alterados. Diante disto, os fenômenos de alagamentos são cada vez mais recorrentes. Por conseguinte, objetivo desta pesquisa foi elencar as condicionantes dos fenômenos de alagamentos presentes na Avenida Juscelino Kubitscheck, na cidade de Foz do Iguaçu – PR. Para isto, foram analisadas as características altimétricas das bacias que envolvem a área de estudo, assim como os locais que a Prefeitura Municipal identificou problemas críticos de drenagem. Os fatores intrínsecos à própria rede de drenagem, possuem condicionantes de cunho altimétrico do relevo que corroboram para a suscetibilidade dos pontos à alagamentos. Além disso, as condições de uso e ocupação do solo da região, indicam uma elevada taxa de impermeabilização da área, o que aumenta o volume e a velocidade das águas pluviais que escoam superficialmente das microbacias. Por isso, situações de estresse e falhas nas redes pluviais de drenagem da avenida são observados.
Análise comparativa da eficiência de operabilidade de um projeto hidrossanitário desenvolvido com programas de Building Information Modeling (BIM).
(2024) Wollmann Silva, William
A tecnologia BIM (Building Information Modeling) desempenha um papel crucial na otimização e aprimoramento dos projetos na engenharia civil. Essa abordagem, que integra informações e dados em um modelo virtual tridimensional, tem ganhado destaque pela sua capacidade de proporcionar maior eficiência, precisão e colaboração ao longo de todo o ciclo de vida de uma obra. Nesse contexto, programas como QiBuilder e Revit têm se destacado como ferramentas essenciais para a modelagem e o dimensionamento de projetos hidrossanitários, oferecendo recursos avançados e facilitando o trabalho dos profissionais da área. Neste contexto, este trabalho tem o propósito de realizar uma análise comparativa buscando avaliar a eficiência de operabilidade entre esses dois programas, no que se refere a modelagem e ao dimensionamento de um projeto hidrossanitário de uma tipologia residencial de dois pavimentos. Para isso, tomou-se como base um projeto residencial composto por dois pavimentos, no qual foram lançadas as instalações de água fria e esgoto sanitário e comparados os resultados obtidos. Dessa forma, concluiu-se que o QiBuilder é mais eficiente que o Revit (sem a utilização de ferramentas de programação visual) quando se diz respeito a projetos hidrossanitários, pois oferece relatórios de dimensionamento mais completos e possibilita realizar o lançamento dos sistemas automaticamente.
Análise comparativa de custo entre projetos hidrossanitários 2D e BIM
(2025) Nascimento, Igor de Jesus Santos
A racionalização da construção tem como uma das suas etapas principais o desenvolvimento de um projeto bem compatibilizado, que envolve a integração e coordenação de todas as disciplinas envolvidas no processo construtivo, como a arquitetura e o hidrossanitário, por exemplo. A compatibilização de projeto visa eliminar conflitos entre os elementos, garantindo que todas as soluções projetadas sejam visíveis, eficientes e executáveis, sem causar retrabalhos ou desperdícios durante a obra. Desse modo, este trabalho apresenta como tema central a modelagem de projetos hidrossanitários, tendo como objetivo geral analisar o custo dos projetos hidrossanitários de obras públicas com base nos conceitos do BIM visando contemplar a Lei de Licitações nº 14.133 de 2021. Quanto à metodologia, trata-se de uma pesquisa exploratória por meio do acesso ao estudo documental que se encontra na base de dados da Prefeitura Municipal de Foz do Iguaçu. Para isso, foi selecionado o projeto de construção da Escola Pública Cândido Portinari. Com bases nos documentos disponibilizados pela PMFI, para a modelagem dos projetos arquitetônico e hidrossanitário foi utilizado o Software Autodesk Revit. O dimensionamento do sistema de água fria e esgoto sanitário seguiu as planilhas e tabelas conforme as normativas NBR 5626:2020 e NBR 8160:1999. Em sequência, realizou-se uma análise comparativa de custo dos projetos 2D e modelado por meio das planilhas orçamentárias SINAPI. Por fim, após a compatibilização dos projetos arquitetônico e hidrossanitário, corrigindo interferências e modificando trechos específicos, foi obtido um desconto de R$9842,80, representando uma redução de 19% do orçamento do projeto inicial.
Análise comparativa de modelos estruturais sismo-resistentes: impacto das exigências sísmicas e consumo de materiais em edifícios de concreto armado
(2025) Feliciano, Raul Francisco
A atualização da norma técnica NBR 15421 (ABNT, 2023) evidencia que, apesar da baixa incidência sísmica, o Brasil não está imune a eventos sísmicos significativos. Neste contexto, com a finalidade de avaliar o impacto das exigências sísmicas na concepção estrutural e no consumo de materiais, três modelos estruturais de um edifício de 11 pavimentos em concreto armado foram comparados. O primeiro modelo foi dimensionado sem considerar os efeitos sísmicos, contemplando apenas cargas gravitacionais; o segundo incorporou efeitos sísmicos moderados, típicos do Brasil; enquanto o terceiro foi concebido para suportar ações sísmicas intensas, similares às do Peru. As análises modais e espectrais foram realizadas com o auxílio do software CAD/TQS, aplicando parâmetros normativos da NBR 15421 (ABNT, 2023) e da E030 peruana (RNE, 2018). Os resultados demonstram que o aumento da rigidez estrutural aliada a manutenção da ductilidade do sistema, indispensáveis para mitigar efeitos dinâmicos, elevaram o consumo de concreto em 22,54%, de formas em 6,33% e de aço em 60,12%, resultando em acréscimo de 34,97% no orçamento do terceiro modelo. Entretanto, ao analisar o custo global das edificações com base no CUB (fev/2025), verificou-se que, no Brasil, o incremento para implementar um projeto sismo-resistente é relativamente baixo (0,83%), destacando a viabilidade econômica da adoção dos critérios normativos para uma estrutura segura e eficiente. Resumen La actualización de la norma técnica NBR 15421 (ABNT, 2023) evidencia que, a pesar de la baja incidencia sísmica, Brasil no está exento de eventos sísmicos significativos. En este contexto, con el fin de evaluar el impacto de los requisitos sísmicos en la concepción estructural y en el consumo de materiales, se compararon tres modelos estructurales de un edificio de 11 pisos en hormigón armado. El primer modelo fue dimensionado sin considerar los efectos sísmicos, contemplando únicamente cargas gravitacionales; el segundo incorporó efectos sísmicos moderados, típicos de Brasil; mientras que el tercero fue diseñado para resistir acciones sísmicas intensas, similares a las observadas en Perú. Los análisis modales y espectrales se realizaron con el software CAD/TQS, aplicando parámetros normativos de la NBR 15421 (ABNT, 2023) y de la E030 peruana (RNE, 2018). Los resultados indican que el incremento de rigidez estructural, indispensable para mitigar efectos dinámicos, elevó el consumo de hormigón en un 22,54%, de encofrados en un 6,33% y de acero en un 60,12%, resultando en un aumento del 34,97% en el presupuesto del tercer modelo. Sin embargo, al analizar el costo global de las edificaciones con base en el CUB (feb/2025), se verificó que, em Brasil, el incremento para implementar un proyecto sismorresistente es relativamente bajo (0,83%), destacando la viabilidad económica de adoptar criterios normativos para uma estructura segura y eficiente.
Análise Comparativa de Orçamento de Obras utilizando a Tecnologia BIM
(2023) Luberisse, Ricardo
O orçamento de uma obra constitui uma das etapas mais importante na sua execução, sendo um fator essencial para definir a viabilidade da mesma. O método tradicional utilizado para orçamento não é capaz de fornecer informações precisas para realizar essa atividade. Desta forma, o propósito desta pesquisa consiste em uma análise comparativa do método tradicional e a tecnologia do BIM para realizar orçamento de obras. A metodologia utilizada nesta pesquisa foi dividida em duas etapas. Em primeira, foram entrevistadas três construtoras e três empresas de materiais de construção na região de Foz do Iguaçu, e foram visitadas três canteiros de obras, de forma de mapear o fluxo de informação para criar orçamento. Em segunda, foi feita um estudo de caso de um edifício de quatro pavimentos, no qual foi feita o orçamento pelo método tradicional e pelo método parametrizado do BIM. Através dos resultados obtidos, conclui-se o método parametrizado do BIM representa a melhor alternativa para realizar orçamento em termo de precisão e rapidez.
Análise Comparativa de Orçamento de Obras Utilizando a Tecnologia BIM
(2023) Luberisse, Ricardo
O orçamento de uma obra constitui uma das etapas mais importante na sua execução, sendo um fator essencial para definir a viabilidade da mesma. O método tradicional utilizado para orçamento não é capaz de fornecer informações precisas para realizar essa atividade. Desta forma, o propósito desta pesquisa consiste em uma análise comparativa do método tradicional e a tecnologia do BIM para realizar orçamento de obras. A metodologia utilizada nesta pesquisa foi dividida em duas etapas. Em primeira, foram entrevistadas três construtoras e três empresas de materiais de construção na região de Foz do Iguaçu, e foram visitadas três canteiros de obras, de forma de mapear o fluxo de informação para criar orçamento. Em segunda, foi feita um estudo de caso de um edifício de quatro pavimentos, no qual foi feita o orçamento pelo método tradicional e pelo método parametrizado do BIM. Através dos resultados obtidos, conclui-se o método parametrizado do BIM representa a melhor alternativa para realizar orçamento em termo de precisão e rapidez.
Análise Comparativa de Projeto de Edifício Residencial Estudantil com Diferentes Sistemas Construtivos em Foz do Iguaçu
(2022) Scherer, Douglas; Orientação
Com índices de déficit habitacional preocupantes da tríplice fronteira e com o aumento do número de estudantes que migram para a região, buscando realizar sua graduação, torna- se evidente a necessidade da expansão do número de moradias em Foz do Iguaçu. Portanto este trabalho foi realizado com o objetivo de projetar um edifício residencial adequado às necessidades dos estudantes da UNILA (Universidade Federal da Integração Latino-Americana) e avaliar os custos de produção, comparando os sistemas construtivos em concreto armado e alvenaria estrutural. Abrangendo etapas de pesquisa de mercado, projeto arquitetônico, projeto estrutural, cronograma e orçamentos, com auxílio de programas utilizados no mercado de trabalho. A edificação elaborada para a análise possui 4 pavimentos tipo, cada um deles com 4 apartamentos, sendo 2 com um dormitório e outros dois com dois dormitórios. Realizado os orçamentos e cronogramas, chama-se atenção para a redução significativa de 16,22% dos custos gerais da obra e para o aumento de produtividade do sistema, reduzindo a duração da obra em 34,47%, no sistema de alvenaria estrutural em comparação com o sistema de concreto armado. Contribuindo na difusão local do sistema de alvenaria estrutural, que se prova mais eficiente para edificações estudantis, atraindo investidores a sua produção e atendendo a necessidade dos usuários quanto a preços e qualidade das moradias.
Análise comparativa do comportamento sísmico de um edifício utilizando a Análise Modal Espectral e as normas sísmicas de países da América Latina
(2023) Novaes, Juliana Ferreira; Guadalupe, Ulises Bobadilla
Apesar de abalos sísmicos ocorrerem em toda a superfície terrestre, os terremotos mais importantes para a engenharia são os provocados pelo choque entre placas tectônicas. Sendo assim, a região conhecida como Círculo de Fogo do Pacífico, por se localizar entre diversas placas, é onde ocorre a maioria destes fenômenos. A América Latina é uma das extensões que fazem parte desta região, concentrando cerca de um quarto dos terremotos ocorridos no mundo. Desta forma, este trabalho tem como objetivo principal avaliar as diferenças existentes entre as especificações de projeto em normas sísmicas de países latino-americanos, a partir da observação do comportamento sísmico de um edifício de concreto armado quando aplicada a Análise Modal Espectral. Para isto foi realizada uma revisão bibliográfica dos métodos de análise estrutural aplicados a sismos, além de um levantamento das normas sísmicas vigentes na região, sendo selecionadas as normas de Argentina, Brasil, Chile, Colômbia, Equador, Peru e Venezuela, assim realizou-se a comparação das especificações técnicas para a modelagem do espectro de resposta. Posteriormente, foi realizada a modelagem de um edifício de concreto armado, utilizando o software SAP2000, para a verificação dos esforços atuantes na base da estrutura e dos deslocamentos sofridos. Com isto, pode-se inferir que, apesar das normas analisadas utilizarem parâmetros semelhantes, a forma como estes são considerados e aplicados ao espectro de projeto determinam alterações tanto na forma do mesmo quanto nos resultados obtidos para cada caso estudado. Além disso, as diferenças encontradas podem ser atribuídas a outros fatores, como a formulação do peso sísmico, a combinação de carga adotada por cada especificação técnica e até mesmo a consideração ou não do tipo de sistema resistente e do tipo de irregularidade da estrutura.
Análise da Resistência ao Cisalhamento da Interface Argila Orgânica Mole e Geotêxtil não Tecido
(2022) Vieira, Rodrigo Couto; Ortega, Julio César Bizarreta
Na região de Foz do Iguaçu - PR, existem algumas áreas que apresentam depósitos de solos orgânicos moles, porém não foram publicados trabalhos ao respeito. Futuros projetos rodoviários na região, possivelmente tenham que usar mantas de geotêxteis como reforço de base de aterro sobre solo mole. Nesse contexto, o presente trabalho tem como objetivo estudar a resistência ao cisalhamento na interface do solo com o geotêxtil para investigar problemas de expulsão do solo mole após a colocação de um aterro com reforço de geotêxtil na base. Para a execução dos ensaios de resistência da interface solo – geotêxtil, foi desenvolvido um molde de concreto com uma face de geotêxtil que encaixa na metade da caixa do equipamento tradicional de cisalhamento direto. Os estudos foram realizados com uma argila orgânica mole indeformada, encontrada no trecho em execução do projeto da Perimetral Leste de Foz do Iguaçu-PR. O solo resultou predominantemente argiloso, classificado como A-7-5 pela AASHTO e OL (solo orgânico de baixa compressibilidade) pelo SUCS, com 18,9º de ângulo de atrito e 26,2 kPa de intercepto coesivo. As características da interface solo-geotêxtil foram de 25,9º de ângulo de atrito e 2,8 kPa de adesão, situaram se dentro da faixa encontrada na literatura. O comportamento da curva tensão deslocamento foi sem pico definido, e a curva de variação volumétrica-deslocamento mostrou um comportamento de compressão da amostra. Estes resultados ajudarão a compreender as propriedades do solo mole da região e da interface do solo com o geotêxtil.
Análise diagnóstica de manifestações patológicas: estudo de caso em Foz do Iguaçu/PR.
(2024) Lima, Aline da Silva
As manifestações patológicas em edificações denotam a deterioração de sistemas ou componentes, potencialmente levando a colapsos parciais ou totais. A prevenção desses danos requer um diagnóstico técnico preciso para identificar os fenômenos e suas origens, garantindo uma manutenção ou reforço adequados. Nesse contexto, este trabalho busca investigar as principais manifestações patológicas na Escola Municipal de Ensino Fundamental Ponte da Amizade localizada em Foz do Iguaçu/PR, propondo um diagnóstico e tratamento dos problemas identificados. As hipóteses sugerem que as principais preocupações com a degradação da estrutura podem estar ligadas ao concreto armado, com falhas primordialmente originadas durante a fase de construção e a subsequente falta de manutenção. O método empregado utiliza uma abordagem que combina coleta de dados visual e resultados com embasamento teórico, possibilitando a identificação das causas e origens das manifestações patológicas. Isso não apenas permite compreender a natureza dos problemas, mas também propor soluções eficazes e aplicar tratamentos adequados, especialmente em casos avançados que comprometem a integridade e o desempenho estrutural do concreto armado. Na edificação estudada, foram identificadas diversas manifestações patológicas, especialmente fissuras em diferentes ambientes e sinais de possíveis recalques diferenciais, além de desgaste acentuado nas juntas de dilatação. A estrutura requer ações significativas de manutenção com alguns pontos de recuperação estrutural para garantir a vida útil de projeto de 50 anos. Esses resultados são cruciais para embasar decisões e implementar medidas que preservem o patrimônio público e garantam a segurança dos usuários da edificação.
Análise não Linear Geométrica de Treliças com o Uso da Rigidez Tangente e Secante
(2022) Matar, Omar Mohamad Ismail; Orientação
A análise estrutural é uma grande área da engenharia, onde dentro desta estão a análise linear e não linear. Os efeitos da não linearidade podem alterar significativamente os esforços e deslocamentos na estrutura, quando comparados à um cenário de linearidade. No presente trabalho, foram desenvolvidas rotinas computacionais para a análise não linear de treliças planas, considerando a não linearidade geométrica. O método empregado para realizar a análise é o incremental puro. Trabalhos recentes apresentam vantagens no uso de matrizes de rigidez secante, portanto, foram implementadas nas rotinas as matrizes de rigidez secante e tangente, as quais são baseadas e derivadas a partir do conceito de energia potencial total. Foram confeccionadas estruturas de exemplo para realizar a validação das rotinas com os resultados de referência. Da análise dos resultados, foi possível observar que as rotinas obtiveram resultados muito próximos com a referência, com diferenças percentuais abaixo de 1% para as aplicações demonstradas. No que concerne sobre as rigidezes tangente e secante, não foi possível observar de maneira clara alguma vantagem que uma teria sobre o outra nos moldes do presente trabalho, necessitando maiores estudos.
Análise sísmica modal espectral de uma estrutura localizada na República do Equador utilizando SAP2000
(2018-12-12) Zambrano Intriago, Gallardy Nery; Guadalupe, Ulises Bobadilla; Barrios, Scarlett Karina Montilla
A República do Equador está situada numa zona de alto risco sísmico. A localização no limite entre as placas de Nazca e Sul-Americana e a existência de um conjunto de falhas geológicas junto à costa equatoriana fazem com que o país tenha uma atividade sísmica alta, pautada por eventos de grande intensidade. A região da América Latina, em geral, apresenta risco sísmico, fato pelo qual estes países possuem normas sísmicas, imprescindíveis para a concepção e análise estrutural de uma edificação sismo-resistente. Os efeitos dinâmicos nas estruturas podem fazer com que elas colapsem, tendo como consequências grandes perdas materiais, econômicas e, no pior dos casos, perda de vidas humanas. Assim, é fundamental a realização de uma análise sísmica, para garantir estruturas suficientemente resistentes perante um evento sísmico e, desta forma, evitar o colapso da estrutura. Neste contexto, o objetivo deste trabalho de conclusão de curso (TCC), é realizar uma análise dinâmica modal espectral de uma edificação localizada na República do Equador, utilizando o software SAP2000 v20 (programa computacional de análise e projeto estrutural). A análise modal espectral avaliará o comportamento sísmico da estrutura seguindo a norma equatoriana (NEC-SE-DS/2015). Com a finalidade de validar o modelo, esta análise será comparada com uma análise sísmica estática equivalente também descrita na norma sísmica equatoriana.
Análise Teórico-Experimental do Acoplamento Corrosão- Fissuração em Vigas de Concreto Armado
(2020-12-18) Klering, Samanta Andrize; Orientação
O processo corrosivo não é um problema recente, no entanto, ainda assim nos dias atuais se apresenta como um dos problemas mais frequentes nas estruturas de concreto armado, seja por inconvenientes na execução , alta relação água /cimento ou até pela negligência em fase de projeto da consideração de um cobrimento adequado. Logo, a determinação prévia da evolução da corrosão ao longo do tempo se apresenta como uma ferramenta aliada na redução de custos com manutenção e/ou reparos. Neste contexto, com o desenvolvimento do presente trabalho, buscou-se identificar experimentalmente, a influência da evolução da corrosão por íons cloreto no avanço da degradação dos elementos de concreto armado. Para tal, definiu-se um processo de aceleração da corrosão por meio da aspersão de NaCl, simulando assim, o efeito de molhagem/secagem. Simultaneamente, as vigas estiveram sob solicitação mecânica, e a medida em que o experimento avançou foram avaliadas as deflexões, fissurações e o potencial de corrosão nas armaduras. Posteriormente, combinou-se a análise experimental com modelos termodinâmicos baseados na Teoria do Dano Concentrado para simular e, posteriormente, analisar a estrutura de concreto armado sujeita à ação química além das solicitações mecânicas. Constatou-se que todas as vigas submetidas à aspersão de cloretos apresentaram probabilidade superior a 90% de estarem sob corrosão e os maiores valores de potencial de corrosão estão concentrados na região central da viga, o que indicou que as solicitações mecânicas estão ligadas diretamente com a intensidade da evolução da corrosão. Ademais, a presença de corrosão incrementou os valores de dano e rotações plásticas nas vigas, e esse aumento por sua vez, contribuiu no avanço das taxas de corrosão, resultados esses que refletiram nas penalizações dos momentos.
Análise Termo-Mecânica 2D da Barragem de Contraforte de Itaipu pelo Método dos Elementos Finitos em Fortran
(Edivaldo José da Silva Junior, 2018-11-18) Silva Junior, Edivaldo José; Kzam, Aref Kalilo Lima
As barragens de concreto estão sujeitas a diversos tipos de carregamentos, provenientes do peso próprio, da pressão hidrostática do reservatório e da variação térmica sazona. Diversos trabalhos destacam a importância de se avaliar os efeitos da variação de temperatura em relação ao desempenho e a durabilidade das estruturas. Dessa forma, a avaliação do campo de temperatura é essencial para se determinar tensões e deslocamentos de origem térmica. Através de um estudo de caso na Barragem da Central Hidrelétrica de Itaipu (CHI), é proposto o desenvolvimento de um código computacional em Fortran, com base no método dos elementos finitos, capaz de simular o comportamento termo-mecânico de um meio bidimensional submetido à transferência de calor por condução. As propriedades térmicas do concreto foram obtidas em relatórios de ensaio da barragem, disponível no Sistema de Arquivo Técnico (SAT) da CHI. Os dados dos instrumentos de monitoramento da barragem foram utilizados para se determinar as condições de contorno e validação. O acoplamento é realizado empregando-se o campo de temperatura obtido na análise térmica como condição inicial de carregamento na análise mecânica. A fim de complementar a etapa de validação realizou-se a mesma análise com o programa comercial ANSYS®, cuja eficiência é comprovadamente reconhecida na literatura técnica e o acoplamento é realizado de maneira intuitiva com as ferramentas atualmente disponíveis no workbench. As soluções das simulações foram analisadas e os resultados do código desenvolvido foram satisfatórios.
Análisis Comparativo entre el Diseño de un Pavimento Placa- Huella y un Pavimento Rígido Tradicional para el Mejoramiento de un Tramo de Vía Terciaria en Colombia
(2023) Rivera, Yésica Bulla
Colombia ha experimentado históricamente importantes deficiencias en su infraestructura vial, impactando negativamente en el desarrollo social y económico del de la nación. Incluso se relaciona las deficiencias de las conexiones viales con la presencia del conflicto armado presente en el País. Sin embargo, en las últimas décadas se han logrado avances significativos en el sector del transporte. Estos avances, se han concentrado principalmente en la red vial primaria y secundaria, quedando en desventaja la red de vías terciarias, la cual continua con grandes limitaciones en cuanto a la calidad de su infraestructura. Para abordar esta problemática, se ha desarrollado el sistema constructivo de pavimentación en Placa-huella, diseñado específicamente para las condiciones de estas vías. Se considera como una alternativa económica en comparación a otras técnicas de pavimentación, lo cual ha desplazado el uso de las técnicas tradicionales. Este trabajo tiene como objetivo principal realizar un análisis comparativo entre un pavimento del tipo Placa-huella de acuerdo con las guías del INVIAS y el DNP, y un pavimento rígido tradicional, en el mejoramiento de vías terciarias, para el caso de estudio de la región del Líbano-Tolima. Definiendo para cada tipo de pavimento, los aspectos constructivos y los costos asociados. Para esto, se han recopilado los parámetros de diseño y el costo global de un proyecto Placa-huella en etapa constructiva. Posteriormente se ha diseñado bajo los mismos parámetros, un pavimento rígido simple, haciendo uso de la metodología de diseño de la AASHTO-93. De esta manera, se pudo determinar que las dos alternativas tienen ventajas y desventajas en diferentes escenarios, sin embargo, para el caso particular del tramo estudiado, la implementación del pavimento en Placa-huella, se demostró técnica y económicamente menos favorable. Por otra parte, se evidenció la ausencia de estudios previos que demuestren la idoneidad de este sistema constructivo frente a cualquier otra alternativa y el uso indiscriminado de la técnica en el mejoramiento de vías de tercer orden.
Análisis y diagnóstico del grado de congestionamiento de una intersección vehicular localizada en Ciudad del Este, Paraguay. Estudio de caso - ruta PY-02 Mariscal José Félix Estigarribia y calle 10 José Félix Bogado.
(2024) Piñanez Cardozo, Andrés Eduardo
El desarrollo socioeconómico representa uno de los factores que propician el aumento de la tasa de urbanización, resultando en el incremento de la demanda de transporte en las áreas urbanas, esto es, el aumento del tráfico vehicular es proporcional al crecimiento urbano, ocasionando la saturación de las infraestructuras viales, lo que resulta en el desbalance entre la oferta y demanda de las carreteras, excediendo su capacidad, elevando los tiempos de viajes, generando embotellamientos y causando trastornos a los usuarios. Teniendo en cuenta que la principal fuente de empleos en Ciudad del Este se encuentra concentrada en un solo punto, esto es consecuencia de la influencia que la región posee sobre el crecimiento financiero del departamento debido al intercambio comercial que existe con el Brasil, por lo tanto, la necesidad de traslado con sentido al microcentro resulta en altos índices de flujo de tráfico desplazándose simultáneamente en horarios de pico sobre la ruta nacional PY-02. Cabe destacar que la capital del Alto Paraná fue protagonista de obras de infraestructura vial con el objetivo de mitigar esta problemática y dispersar adecuadamente el volumen vehicular en la última década, sin embargo, en la intersección del kilómetro 10, compuesta por la ruta PY-02, avenida Mariscal José Félix Estigarribia y la calle 10 José Félix Bogado es posible observar un punto de conflicto significativo, especialmente para aquellos usuarios que residen en la ciudad adyacente a la capital, el distrito de Minga Guazú, cuyo única vía de acceso a la ciudad es la ruta nacional e inherentemente la intersección del kilómetro 10, ocasionando embotellamientos y por consiguiente atrasos. Por ende, el presente trabajo visa realizar un análisis de flujo de tráfico y determinar si el grado de congestionamiento actual en el área de estudio representa un problema que requiera de alguna intervención. El volumen fue verificado por medio de aforos vehiculares en campo realizados durante 3 días consecutivos teniendo en cuenta los horarios de máxima de demanda durante la mañana y tarde, así como también el período del mediodía; donde se constató que el periodo vespertino, con inicio entorno de las 17:00, presenta el peor desempeño de la intersección, especialmente en el segmento con sentido Minga Guazú-Ciudad del Este, dónde se observó filas de más de un 1 kilómetro de extensión y fue registrado un volumen máximo medio de 3.864 ucp/h, constatando la saturación de la vía, ultrapasado las 3.200 ucp/h recomendados para un conjunto de ambos sentidos, a su vez se verificó que la tasa de flujo vehicular en el intervalo de mayor demanda es de 4.413 ucp/h que corresponde a un exceso de 14,2% con relación al volumen máximo medio registrado; asimismo, también fue determinado que la flota vehicular en Ciudad del Este en la próxima década tiende a duplicarse. Por lo tanto, se concluyó que es necesaria una intervención en el área de estudio, siendo recomendado a largo plazo, una solución de alto costo por medio de la adecuación del diseño geométrico de la intersección a través de la ejecución de un paso a desnivel, o la implementación de una rotonda que permita una mejor distribución de los volúmenes, facilitando su planificación por medio de la implantación de señalización semafórica como solución a corto plazo.
Análisis y propuesta de proyecto de restauración de una pista de pavimento rígido del Área Industrial de la Usina de Itaipu
(2021-06-04) González Denton, Christian Gabriel; Orientação
Las manifestaciones patológicas presentes en un pavimento rígido son indicadores de comportamiento y desempeño durante su vida útil. El estudio y diagnóstico del deterioro y deformación de estos pavimentos suponen la concepción de directrices y orientaciones en la etapa de reparación y restauración de una vía. El grado de deterioro de un pavimento rígido puede determinarse en base a las mediciones de los indicadores de calidad de forma superficial y estructural, para lo cual fue desarrollado un manual que permite la identificación de la condición del pavimento con base en la literatura consultada. El estado físico del pavimento puede predecirse y calcularse con criterios de ingeniería, levantamientos existentes y con modelos de deterioro adecuados. Para ello, es necesario contar con una base de datos con indicadores de desempeño que permita analizar y alimentar modelos de comportamiento del pavimento en aras de buscar el mejor programa de conservación del pavimento. En la usina de Itaipu, a amplia base de datos del histórico de la pista de aguas abajo con levantamientos manuales y automatizados y ensayos no destructivos propició un análisis exhaustivo de los defectos, verificándose la objetividad y rigurosidad de los levantamientos automatizados que fueron comparados con los levantamientos manuales, demostrando ambos un estado de la pista coincidente con el periodo de funcionamiento de esta, tomando como base la literatura consultada. Además, se observó que la implementación de ensayos no destructivos proporciona datos confiables de las condiciones del pavimento, factibles de ser analizados, y que permitieron conocer la situación estratigráfica y estructural del pavimento. El estudio desarrollado en este trabajo de conclusión de curso ha sugerido un proyecto para recuperación (o restauración) para la pista de aguas abajo en la elevación 144,00 del área industrial de la usina de Itaipu por medio de softwares y basados en normativas internacionales.
Aplicabilidad de la Fracción Fina de Residuos de Construcción y Demolición en la Estabilización de un Suelo de la Región de Foz de Iguazú
(2022) Viñan Cely, Paúl Santiago; Orientação
La industria de construcción civil ha pasado por un importante desarrollo, lo cual ha traído beneficios como el incremento económico, reducción del déficit habitacional y nuevos desafíos, como la gran cantidad de residuos sólidos producidos. El depósito inadecuado de estos residuos genera un impacto ambiental, económico y en la salud de la población. En ese contexto, el presente trabajo evaluó el potencial técnico de los Residuos de Construcción y Demolición (RCD) en partículas finas (< 2mm), para la estabilización de un suelo limo-arcilloso. Para tal finalidad ha sido analizado el uso de Residuo de Concreto (RRC), Residuo Mixto (RRM) y Residuo Mixto reforzado con 2% de cemento (RRM-C), a través del ensayo de Índice de Soporte California (ISC). Teniendo como resultado un incremento en el valor de ISC del suelo, superior a cinco veces al ser estabilizado con RR-C, RRM y RRM-C. Además, al comparar el tiempo de inundación del suelo con los tres estabilizadores, se observó valores superiores a los 21 días que a los 7 días en todas las mezclas. Esto podría evidenciar la presencia de minerales cementantes activos en los RCD. Estos materiales finos mostraron ser una alternativa para la sustitución del uso del cemento portland en la estabilización de subrasantes limo-arcillosas, materiales típicos de la ciudad de Foz de Iguazú -PR.

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