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Ensaio e simulação computacional de estrutura geodésica tipo icosaedro truncado construída com barras de bambu
Use este link compartilhar ou citar este material: http://educapes.capes.gov.br/handle/capes/661496
Registro completo de metadados
| Metadados | Descrição | Idioma |
|---|---|---|
| Autor(es): dc.contributor | Ostapiv, Fabiano | - |
| Autor(es): dc.contributor | Aguiar, Cicero Gallina de | - |
| Autor(es): dc.contributor | Lafay, Jean Marc Stephane | - |
| Autor(es): dc.contributor | Ostapiv, Fabiano | - |
| Autor(es): dc.creator | Castro, Gustavo Correa de | - |
| Data de aceite: dc.date.accessioned | 2022-02-21T21:49:46Z | - |
| Data de disponibilização: dc.date.available | 2022-02-21T21:49:46Z | - |
| Data de envio: dc.date.issued | 2021-04-20 | - |
| Data de envio: dc.date.issued | 2021-04-20 | - |
| Data de envio: dc.date.issued | 2019-06-19 | - |
| Fonte completa do material: dc.identifier | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/24796 | - |
| Fonte: dc.identifier.uri | http://educapes.capes.gov.br/handle/capes/661496 | - |
| Descrição: dc.description | Geodesic structures are important because they are light, stable and can overcome large free gaps between their structure. This is due to the shape of the dome, which allows a homogeneous distribution throughout the structure. This feature allows for lower consumption of raw material, which reduces costs both economically and natural resources. One of the problems encountered when constructing geodesic structures is the connection between structural profiles. The search for natural resources allows new materials to be used in engineering, bamboo fits in this context. The bamboo culm is a vegetable tube that has good mechanical and physical properties that allow its use as a structural material. An important characteristic of bamboo culm is that it has low specific mass (density). In this study, we analyzed different materials for union and their respective behaviors. Test specimens were prepared and then bending tests were performed. It has been concluded that the best solution is the use of blades tied to the joints between the bamboo bars. The solution is positive by: allowing roofing to be used, reducing the use of industrial materials, reducing visual impacts due to the combination of materials and conserving the properties of the geodetic structure and bamboo bars used. From these initial conclusions, a mold was built and then two models of truncated icosahedron type geodesic structure composed of hexagons and pentagons composed of bamboo bars. The edges of these geometries are the same, so the segments of bamboo bars are all the same length. Vertical loading tests were applied to the two models, based on the results obtained in the loads, it can be concluded: which unions suffer most with loading effects and as loading occurs, the structure is arranged and from a certain moment the variation of vertical displacement is considerably reduced. Evaluating the structure by the finite element method using the ANSYS program, one can analyze the unions that suffer the most with loading application. Evidencing that the experimental data are compatible with the computational simulation. In this way, to optimize the structure the ideal is to apply reinforcement in these unions. The results obtained help to conclude that simple tests, such as vertical loading, can extract data from reality without major investments, and the computational simulation helps to better understand the evaluated behavior. | - |
| Descrição: dc.description | Estruturas geodésicas são importantes pois são leves, estáveis e podem vencer grandes vãos livres entre sua estrutura. Isso ocorre devido ao seu formato de cúpula, que permite uma distribuição homogênea por toda a estrutura. Tal característica dos esforços permite o menor consumo de matéria prima, o que reduz custos tanto econômicos quanto de recursos naturais. Um dos problemas encontrados ao construir estruturas geodésicas, são as uniões entre os perfis estruturais. A busca por recursos naturais permite que novos materiais sejam utilizados na engenharia, o bambu se encaixa neste contexto. O colmo de bambu é um tubo vegetal que possui boas propriedades mecânicas e físicas que permitem seu uso como material estrutural. Uma característica importante dos colmos de bambu, é que possui massa especifica (densidade) baixa. Neste estudo inicialmente analisou diferentes materiais para união e seus respectivos comportamentos. Foram preparados corpos de prova e em seguida realizou-se ensaios de flexão. Chegou-se à conclusão que a melhor solução é o uso de lâminas de bambu amarradas nas uniões entre as barras de bambu. A solução se mostra positiva por: permitir a utilização de cobertura como telhados, diminuir uso de materiais industriais, reduzir impactos visuais devido à combinação de materiais e conservar as propriedades da estrutura geodésica e das barras de bambu utilizadas. A partir destas conclusões iniciais, construiu-se um molde e em seguida duas maquetes de estrutura geodésica tipo icosaedro truncado composto por hexágonos e pentágonos compostas por barras de bambu. As arestas dessas geometrias são iguais, assim os segmentos de barras de bambu têm todos o mesmo comprimento. Ensaios de carregamento vertical foram aplicados nas duas maquetes, com base nos resultados obtidos nos carregamentos, pode-se concluir: quais uniões mais sofrem com efeitos de carregamento e à medida que ocorre o carregamento, a estrutura se arranja e a partir de um determinado momento a variação de deslocamento vertical se reduz consideravelmente. Avaliando a estrutura pelo método de elementos finitos utilizando o programa ANSYS, pode-se analisar as uniões que mais sofrem com aplicação de carregamento. Evidenciando que os dados experimentais são compatíveis com a simulação computacional. Desta forma, para otimizar a estrutura o ideal é aplicar reforço nessas uniões. Os resultados obtidos ajudam a concluir que ensaios simples, tipo carregamento vertical, permitem extrair dados da realidade sem grandes investimentos, e a simulação computacional ajuda a compreender melhor o comportamento avaliado. | - |
| Formato: dc.format | application/pdf | - |
| Idioma: dc.language | pt_BR | - |
| Publicador: dc.publisher | Universidade Tecnológica Federal do Paraná | - |
| Publicador: dc.publisher | Pato Branco | - |
| Publicador: dc.publisher | Brasil | - |
| Publicador: dc.publisher | Departamento Acadêmico de Mecânica | - |
| Publicador: dc.publisher | Engenharia Mecânica | - |
| Publicador: dc.publisher | UTFPR | - |
| Direitos: dc.rights | openAccess | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Geodésia | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Bambu | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Modelos e construção de modelos | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Modelos arquitetônicos | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Método dos elementos finitos | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Geodesy | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Bamboo | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Models and modelmaking | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Architectural models | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Finite element method | - |
| Palavras-chave: dc.subject | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA | - |
| Título: dc.title | Ensaio e simulação computacional de estrutura geodésica tipo icosaedro truncado construída com barras de bambu | - |
| Título: dc.title | Trial and computational simulation of truncated icosahedron type geodesic structure constructed with bamboo bars | - |
| Tipo de arquivo: dc.type | livro digital | - |
| Aparece nas coleções: | Repositorio Institucional da UTFPR - RIUT | |
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