Papers by Luciano Mendes Bezerra
Comparing BEM and FEM Strategies for the Computation of the Stress Intensity Factor using Singular and Non-Singular Elements
Proceedings of the Tenth International Conference on Civil, Structural and Environmental Engineering Computing
Estudo Numérico De Conectores De Cisalhamento Em Barras De Aço Para Vigas Mistas De Aço e Concreto
Resumo. As estruturas mistas apresentam grandes vantagens quanto a aspectos estruturais e constru... more Resumo. As estruturas mistas apresentam grandes vantagens quanto a aspectos estruturais e construtivos, sendo os conectores de cisalhamento determinantes para a obtencao da interacao entre os materiais (aco e concreto). Este trabalho apresenta o desenvolvimento de um conector de cisalhamento com barras de aco CA50-A, proposto para uso em viga mista de aco e concreto. O conector proposto e de facil execucao e pode servir como alternativa viavel ao uso dos conectores stud e ‘U’. Foi idealizada uma geometria para o conector que propiciasse baixo custo de producao, facilidade de execucao, maiores valores de carga resistente e eficiencia quanto a resistencia aos deslizamentos relativos entre o perfil metalico e a laje de concreto. A fim de avaliar o comportamento dos conectores trelicados foram realizados estudos numericos atraves do Metodo dos Elementos Finitos (MEF), simulando-se ensaios de push-out em vigas mistas. Os estudos numericos investigaram o comportamento dos modelos quanto ...
This paper presents a boundary integral formulation in conjunction with optimization techniques f... more This paper presents a boundary integral formulation in conjunction with optimization techniques for the solution of an Inverse Heat Conduction Problem (IHCP) governed by the Laplace's equation. In such IHCP it is necessary to determine the position, size, and shape of a heating/cooling channel inside a conducting body. The geometric configuration of the internal channel is such that specific boundary conditions in terms of temperature or heat flux (called reference data) are satisfied at specific boundary points (called reference points). The solution procedure for this inverse problem starts with an initial guess of the internal channel configuration described by geometric variables. In the proposed formulation, the initial guess configuration reaches the final solution through the minimization of an objective function which is the difference between the reference data and the respective calculated response. The final solution corresponds to an internal heating/cooling channel ...
Análise Numérica de Cantoneiras de Aço Formadas a Frio, Sob Tração e Conectadas por Parafusos
Proceedings of the XXXVIII Iberian Latin American Congress on Computational Methods in Engineering
Análise Da Resistência Dos Elementos De Aço Em Situação De Incêndio: Um Estudo Comparativo Entre a Norma Abnt NBR 14323:2013 e Sua Versão De 1999
RESUMO: Os elementos estruturais de aco quando sujeitos a acao de um incendio, em consequencia do... more RESUMO: Os elementos estruturais de aco quando sujeitos a acao de um incendio, em consequencia do efeito termico elevado, sofrem degeneracao de suas caracteristicas fisicas e quimicas acarretando na diminuicao de sua resistencia e rigidez e na alteracao das condicoes do estado inicial de tensoes e deformacoes da estrutura. A garantia da estabilidade de um elemento estrutural de aco sob a acao do fogo, e verificada por meio do dominio do tempo, da temperatura e da resistencia. Os criterios de dimensionamento sao estabelecidos em funcao das curvas temperatura versus tempo, onde e possivel calcular a acao termica nos elementos estruturais. O objetivo deste trabalho e comparar os metodos de dimensionamento simplificado para o calculo na tracao de barras sob o efeito de gradientes termicos elevados, proposto pela ABNT NBR 14323:1999 e o apresentado na versao mais recente da respectiva norma publicado em 2013. Os resultados indicaram que a norma mais recente se mostra menos conservadora. ...
Representação Do Relevo Submerso e Identificação De Elementos Sob a Ponte JK Por Aquisição e Processamento De Dados Em Levantamento Batimétrico Monofeixe
Abstract. Since the mid-nineteenth century, man has been trying to improve their knowledge of the... more Abstract. Since the mid-nineteenth century, man has been trying to improve their knowledge of the seabed. At present, this study is necessary in hydraulic works, both in determining how to monitor the areas to be dredged, in the lease of gas pipelines and transoceanic cables, oil exploration and other mineral resources in research, monitoring processes erosion or siltation, navigation, monitoring bridges and environmental preservation. For investigation of submerged areas, be they shallow or deep, the bathymetric acoustic method generates a number or numerical database mapped able to define the surface morphology and identify structural elements of a bridge, for example, as adopted to the bridge JK in Brasilia. Still, the treatment of numerical arrays acquired allow mathematical adjustments in order to correct data by field collection enforcement issues can distort or generate incomplete information. Thus, the method helps many constructive processes of engineering with precision re...
Resumo. Os métodos convencionais de redistribuição de esforços solicitantes envolvem simplificaçõ... more Resumo. Os métodos convencionais de redistribuição de esforços solicitantes envolvem simplificações estabelecidas para vigas continuas e pórticos planos pelas normas vigentes. Geralmente são aplicados métodos iterativos para obtenção da redistribuição em estruturas com vários carregamentos, tornando o emprego da redistribuição trabalhoso. Neste trabalho, faz-se a redistribuição de esforços solicitantes usando um método alternativo aos iterativos, que utiliza uma função convexa de redistribuição como uma combinação linear de duas soluções, uma elástica e outra plástica para a obtenção de soluções redistribuídas condicionadas à solução elástica de forma que atendam aos dois estados limites, de utilização e último. Para tanto, obtêm-se soluções elásticas baseadas no método de rigidez analítico que apresenta matrizes de equilíbrio (L), rigidez (K) e rotação (R) para o elemento desconexo. Duas soluções plásticas são obtidas: a do critério de mínimo peso (regime rígidoplástico) aplicando programação matemática linear (PL) e a da teoria das inversas generalizadas que utiliza uma função de mínima norma euclidiana (regime elástico-plástico). Considera-se a estrutura discretizada em elementos de barra. É feita a análise incremental (regime elasto-plástico) para detectar a ordem de formação das rótulas plásticas, fator de carga de colapso plástico, deslocamentos e comparase a capacidade de rotação plástica das seções com os critérios estabelecidos nas normas atuais. A formulação descrita foi implementada em programas computacionais, e posteriormente são apresentados e discutidos exemplos numéricos mostrando a eficácia da metodologia alternativa proposta.
Análise Das Tensões De Cantoneiras De Aço Formadas a Frio
Bolted connections in cold formed steel angles with emphasis on the efficiency reduction due to shear lag
In experimental mechanics, the determination of the stress intensity factor (K) is expensive and ... more In experimental mechanics, the determination of the stress intensity factor (K) is expensive and time consuming, but the knowledge of K, in Linear Elastic Fracture Mechanics (LEFM), is helpful for the examination of crack propagation in structures like pipelines and pressure vessels. An alternative to experimental determination of K is the numerical computation of K using numerical methods lik e the Finite Element Method (FEM) and the Boundary Element Method (BEM). However, stress gradients, in the area close to the crack tip, are difficult to be represented. For both, FEM and BEM, special elements are employed to represent the singularities idealized at the crack tip. This work presents several numerical strategies for the determinations of K using the FEM and BEM schemes with common elements without singularity, and with special elements with singularity at the tip of the crack. It is noticed that the singularities at the tip of the crack are mathematical idealizations and maybe a...
Influência Do Número De Seções De Conectores Na Eficiência Da Ruptura Por Seção Líquida Em Cantoneira De Chapa Dobrada
Coleção desafios das engenharias: Engenharia de computação 2
Reliability and uncertainty quantification of the net section tension capacity of cold-formed steel angles with bolted connections considering shear lag
Advances in Structural Engineering
In cold-formed steel members under tension and connected with bolts, the resistance capacity of t... more In cold-formed steel members under tension and connected with bolts, the resistance capacity of the net section should be calculated, taking into account the shear lag phenomenon. This is done through the net section reduction coefficient, Ct. Different Standards show different equations for Ct. In this work, experimental laboratory data of cold-formed steel angles from the authors are used for the evaluation of the accuracy of the predictions of the net section capacity of members under tension. Such predictions are given by the equations of AISI, Eurocode-3, Brazilian standard NBR 14762, and also by a predictive equation previously proposed by the authors. The paper shows how each equation predicts the tension member resistance capacity in front of the experimental data. Most of the equations in the design standards have good predictions when more sections of the steel angles are connected. The results show that the AISI standard presented the best resistance capacity prediction a...
Análise experimental de treliça tridimensional com correção da excentricidade na ligação estampada usando espaçadores de aço e com polímero reforçado com fibra de sisal
Revista da Estrutura de Aço - REA, 2019
Revista Sul-americana de Engenharia Estrutural
Devido à necessidade de monitoração contínua de estruturas, tais como: pontes, oleodutos, edifíci... more Devido à necessidade de monitoração contínua de estruturas, tais como: pontes, oleodutos, edifícios, barragens, entre outras, e também devido à necessidade de buscar técnicas eficientes e práticas que auxiliem nessa monitoração visando à identificação de danos, apresenta-se neste artigo um método para a identificação de danos em vigas metálicas, baseado na variação da frequência fundamental provocada pela aplicação de uma massa móvel adicional ao longo da estrutura. A aplicação do método e os resultados desta análise são apresentados para vigas metálicas de tamanho comercial e mostram que o método pode ser usado na detecção de danos ou de regiões com danos estruturais.
Journal of Civil Engineering and Architecture
This paper presents an investigation of the disproportionate collapse of multi-store steel buildi... more This paper presents an investigation of the disproportionate collapse of multi-store steel buildings in a natural fire situation due to the progressive failure of their columns. For this purpose, it is intended to evaluate the effects of the redistribution of stress and vertical displacements of columns with the evolution of the temperature addressing, also, the impacts of the localized faults of these structural elements. In addition, another objective of this paper is the development of a practical analysis approach, which is called by successive approximations. As a methodology, advanced computational techniques were developed to predict the structural behavior of the building as the temperature reduces the strength and stiffness of its structural elements. For the parametric study, the overall response of the building was investigated through fire simulations in many columns. The results showed that the phenomenon of redistribution of stresses that occur during the heating period is essentially due to the reduction in the modulus of elasticity of the steel. In addition, the study pointed out that the use of advanced computational techniques through the use of successive approximations technique is an excellent alternative to study the progressive collapse of buildings subject to high temperatures.
An object-oriented approach to dual reciprocity boundary element method applied to 2D elastoplastic problems
Multidiscipline Modeling in Materials and Structures
Purpose The purpose of this paper is to describe further developments on a novel formulation of t... more Purpose The purpose of this paper is to describe further developments on a novel formulation of the boundary element method (BEM) for inelastic problems using the dual reciprocity method (DRM) but using object-oriented programming (OOP). As the BEM formulation generates a domain integral due to the inelastic stresses, the DRM is employed in a modified form using polyharmonic spline approximating functions with polynomial augmentation. These approximating functions produced accurate results in BEM applications for a range of problems tested, and have been shown to converge linearly as the order of the function increases. Design/methodology/approach A programming class named DRMOOP, written in C++ language and based on OOP, was developed in this research. With such programming, general matrix equations can be easily established and applied to different inelastic problems. A vector that accounts for the influence of the inelastic strains on the displacements and boundary forces is obta...
Revista de Estrutura do Aço
With the increasing use of high strength steels, steel structures are become more resilient and a... more With the increasing use of high strength steels, steel structures are become more resilient and also slender than before. Therefore, the phenomena of structural instability must be considered and prevented. The goal of this paper is to help structural engineer to understand, in detail, analytically and numerically, the nonlinearities of slender structural systems. Moreover, it explains the detection and classification of critical points present in the primary equilibrium path of slender structural systems. This work uses the Total Lagrangian Formulation to describe the kinematics of a truss 3D bar element. Through this formulation the authors obtain the internal forces vector and tangent stiffness matrix that take into account the effects of geometric non-linearity. An elastic linear constitutive model for the uniaxial stress-strain state is assumed. The Green-Lagrange deformation and the axial stress of the second Piola-Kirchhoff tensor, energetically conjugated, are adopted. As a case study, a simple physical system with three degrees of freedom is presented. Such system is composed of two truss 3D bars and a linear spring. Finally, the geometric and physical conditions for the coalescence between the limit and bifurcation points are determined.
Caracterização Do Acolhimento Na Atenção Básica a Partir Da Avaliação Externa Do Programa De Melhoria Do Acesso e Da Qualidade Na Paraíba
11O Congresso Internacional Da Rede Unida, Apr 30, 2014
Introducao: A Atencao Primaria em saude representa a reorientacao da pratica assistencial em saud... more Introducao: A Atencao Primaria em saude representa a reorientacao da pratica assistencial em saude, em contraponto ao modelo curativista. No Brasil, a Estrategia de SAUDE DA FAMILIA compreende o elemento motor da efetivacao das premissas de promocao, protecao e recuperacao da saude em concordância com os principios e diretrizes estabelecidos pelo Sistema Unico de Saude - SUS. Neste contexto ressalta-se o acolhimento como ferramenta desse novo modelo tecnoassistencial a medida que estimula as relacoes entre trabalhadores e usuarios com base na escuta qualificada, responsabilizacao, compromisso com a resolutividade e o trabalho interdisciplinar. Objetivo: Caracterizar o cenario e particularidades referentes ao acolhimento na Atencao Basica no estado da Paraiba na perspectiva dos profissionais da saude a partir da avaliacao externa do Programa de Melhoria do Acesso e da Qualidade da Atencao Basica - PMAQ-AB. Metodo: Estudo transversal de carater quantitativo baseado em dados da avaliacao externa do Programa de Melhoria do Acesso e da Qualidade da Atencao Basica realizada no estado da Paraiba. A avaliacao externa na Paraiba ocorreu de maio a outubro de 2012. Todas as equipes de Atencao Basica que aderiram ao programa participaram da pesquisa, a aplicacao do instrumento “modulo II” foi executada por avaliadores da qualidade a um profissional de saude em cada unidade de saude, em formato digital por meio de tablets. O presente estudo considera, deste instrumento, somente o bloco 15 que corresponde aos itens 15.1 a 15.12 que se remete ao acolhimento a demanda espontânea. Realizou-se analise descritiva dos dados, atraves da distribuicao de proporcoes absolutas e relativas com apoio do programa SPSS versao 21. Resultados: No que se refere a implantacao do acolhimento na unidade de saude, 60,3%, das mesmas responderam positivamente, destas 98,7% realizam acolhimento pela manha, 79% a tarde, e 0,5% a noite. Predominantemente as unidades de saude executam o acolhimento cinco dias da semana representando 46,2% de todas as unidades de saude abordadas, com participacao nas atividades de acolhimento de 33% dos medicos, 54,4% dos enfermeiros e 34,4% dos dentistas. No que diz respeito ao atendimento espontâneo de necessidade 95% das unidades de saude afirmaram executar. Conclusao: Infere-se a partir dos dados que ha envolvimento significativo das equipes de saude da Atencao Basica na execucao do acolhimento e atendimento espontâneo de necessidade aos usuarios.
For the design of nuclear equipment like pressure vessels, steam generators, and pipelines, among... more For the design of nuclear equipment like pressure vessels, steam generators, and pipelines, among others, it is very important to optimize the shape of the structural systems to withstand prescribed loads such as internal pressures and prescribed or limiting referential values such as stress or strain. In the literature, shape optimization of frame structural systems is commonly found but the same is not true for continuous structural systems. In this work, the Boundary Element Method (BEM) is applied to simple problems of shape optimization of 2D continuous structural systems. The proposed formulation is based on the BEM and on deterministic optimization methods of zero and first order such as Powell's, Conjugate Gradient, and BFGS methods. Optimal characterization for the geometric configuration of 2D structure is obtained with the minimization of an objective function. Such function is written in terms of referential values (such as loads, stresses, strains or deformations) prescribed at few points inside or at the boundary of the structure. The use of the BEM for shape optimization of continuous structures is attractive compared to other methods that discretize the whole continuous. Several numerical examples of the application of the proposed formulation to simple engineering problems are presented.
Método de identificação de danos em estruturas, baseado na variação das frequências naturais causadas pela aplicação de uma massa móvel adicional
Proceedings of the XXXVI Iberian-Latin American Congress on Computational Methods in Engineering, 2015
Uploads
Papers by Luciano Mendes Bezerra