Categoria: 2016

Título

    PROJETO ESTRUTURAL DE UM EDIFÍCIO RESIDENCIAL EM LIGHT STEEL FRAMING

Orientador(a)

    Prof. Esdras Pereira de Oliveira

Resumo

    A indústria da construção civil é uma área predominantemente artesanal que vem sofrendo com o histórico de diversos problemas, dentre eles o desperdício de material e tempo. Atualmente, com o crescente aumento da população e avanços tecnológicos, viu-se a necessidade de mudanças deste cenário para adequação às imposições do mercado.
    Com isso, o surgimento do sistema construtivo Ligth Steel Framing é uma ótima alternativa que visa o emprego do aço nos elementos estruturais das edificações, de forma a contemplar um projeto racional para fabricação, montagem industrializada e em grande escala, evitando assim os desperdícios de material, tempo, e garantindo a qualidade e segurança do empreendimento.
    O objetivo deste trabalho é o projeto estrutural de um edifício residencial de quatro pavimentos utilizando o sistema construtivo Light Steel Framing. Essa temática foi escolhida para desenvolver e aprofundar os conceitos aprendidos durante as disciplinas de Estruturas cursadas ao longo da graduação em Engenharia Civil.
    Utilizou-se como metodologia manuais do CBCA (Centro Brasileiro da Construção em Aço), dissertações, livros e o auxílio de software de analise estrutural.

Abstract

    The construction industry is a predominantly artisanal area that facing many problems throughout history, including waste material and time. Today, with the increasing population and technological advances, we saw the need to change this setting to adapt to market constraints.
    Like this, the appearance of the building system Light Steel Framing is a great alternative that use the steel as the structural elements of buildings. The projects are developed in rational design for manufacturing, industrialized assembly and in large-scale. In that way, it is possible avoiding waste materials and time, and ensuring the quality and safety of the enterprise.
    The objective of this work is the structural design of a residential building of four floors using the building system Light Steel Framing. This theme was chosen to develop and deepen the concepts learned in subjects about structures taken throughout the degree in Civil Engineering. The methodology was CBCA (Brazilian Center of Steel Construction) manuals, dissertations, books and structural analysis software.

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Título

    MEDIDA DA HISTERESE DA SATURAÇÃO EM SOLOS CONTAMINADOS POR DERIVADOS DE PETRÓLEO DEVIDO A VARIAÇÕES DO NÍVEL DO LENÇOL FREÁTICO

Orientador(a)

    Profª. Beatriz Rohden Becker

Resumo

    Com inúmeros casos de contaminação de solos e águas subterrâneas no Brasil e no mundo por petróleo e seus derivados, torna-se essencial compreender a fundo o comportamento desses poluentes, de maneira a serem concebidos métodos de tratamento mais eficazes e economicamente viáveis. O presente trabalho compreende o estudo da histerese da saturação em óleo de um sistema água/óleo na zona de transição do lençol freático e a influência, em um meio poroso, da saturação inicial em óleo sobre sua saturação residual. Este estudo é parte do Projeto SoSie (Saturation résiduelle: estimation, impact et historique), que compreende a despoluição do solo de uma região na cidade de Collonges-au-Mont-d’Or, na região metropolitana de Lyon, França. O estudo experimental foi realizado durante um estágio de Master realizado no Laboratório I2M (Institut de Mécanique et d’Ingénierie) na cidade de Bordeaux, França. A partir de meios porosos sintéticos contendo areia com uma granulometria conhecida, foram obtidos valores de porosidade do meio poroso pelos métodos de atenuação de raios gama, dispersão e por meio da pesagem da amostra com o intuito de se caracterizar o meio com o qual se iria trabalhar. Os ciclos de drenagem e embebição foram realizados injetando-se a salmoura e o óleo em alternância. A saturação foi medida com o auxílio do método de atenuação de raios gama, por peso e pela dispersão difásica. Além disso, foram realizadas medidas de permeabilidade do meio poroso ao óleo. O estudo da influência da saturação inicial em óleo sobre a saturação residual em óleo, que compreende a segunda parte do projeto, foi realizado injetando-se simultaneamente óleo e salmoura na amostra e, com esse método, obteve-se os pontos de tendência de uma curva, comprovando a tendência histórica de estudos realizados em condições aproximadas. A partir deste conhecimento, é possível compreender mais a fundo as características do solo do local onde serão realizados os procedimentos para despoluição do solo, gerando um benefício para o projeto como um todo.

Abstract

    With numerous cases of contamination of soil and groundwater in Brazil and around the world by oil and its derivatives, it’s essential to thoroughly understand the behavior of these pollutants, so that more effective and economic viable treatment methods can be developed. The present work comprises the study of the saturation hysteresis in oil of a water/oil system in the zone of transition of the water table and the influence, in a porous media, of the initial saturation in oil on its residual saturation. This study is part of the SoSie (Saturation résiduelle: estimation, impact et historique) Project, which includes the decontamination of the soil of a region in the city of Collonges-au-Mont-d’Or, in the metropolitan region of Lyon, France. The experimental study was developed as a master’s internship at the I2M (Institut de Mécanique et d’Ingénierie) Laboratory in the city of Bordeaux, France. From porous media containing sand with a known granulometry, its porosity values were obtained by the methods of gamma attenuation, dispersion and by weighing the sample in order to characterize the media in which it would work. The drainage and soak cycles were performed by injecting the brine and the oil in alternation. The saturation was measured with the aid of the gamma ray attenuation method, by weight and by the diphasic dispersion. In addition, permeability measurements of the porous medium were performed on the oil. The study of the influence of the initial saturation in oil on the residual saturation in oil, which comprises the second part of the project, was carried out by simultaneously injecting oil and brine into the sample. The results obtained allowed the draw of a tendency curve, proving the historical trend of studies carried out in approximate conditions. From this knowledge, it is possible to understand more thoroughly the soil characteristics of the place where the procedures will be carried out for soil decontamination, generating benefits for the project.

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    ANÁLISE GEOTÉCNICA DE FUNDAÇÕES EM ESTACAS PARA LABORATÓRIO DA UFRJ/MACAÉ

Orientador(a)

    Prof. Gustavo Vaz de Mello Guimarães

Resumo

    A limitação de orçamento hoje em dia em obras públicas faz com que novas parcerias possam ser pensadas. Nesse contexto foi realizada a união entre diferentes cursos de graduação da UFRJ/Macaé. Com o intuito de construir um laboratório na área de ciências biológicas, o curso de Engenharia Civil foi convidado para participar da execução do projeto de fundações. Aproveitando a necessidade dos alunos de realizar um trabalho de conclusão de curso essa parceria pôde ser realizada. Assim esse projeto tem como objetivo fazer uma análise de fundações profundas, fornecendo diversas opções capazes de resistir às futuras solicitações estruturais do laboratório. A sondagem utilizada foi realizada nas proximidades do laboratório para a etapa da construção do Bloco C da UFRJ/ Campus Macaé. Em posse da sondagem e utilizando os alguns métodos semi-empíricos foi possível desenvolver uma rotina de cálculos que retornassem a capacidade de carga para diversos tipos de estacas, em diferentes diâmetros, para comprimentos que vão até o limite de sondagem. A partir dessa estimativa e de posse dos esforços solicitantes, será possível, aplicando-se um fator de segurança estabelecido pela norma NBR 6122 – 2010, determinar o tipo de estaca e sua
geometria.

Abstract

    As a matter of Brazilian inefficient economic system an interaction between different types of courses at University can be a way of triumph. In order to build a laboratory in the area of biological sciences, the Civil Engineering course was invited to collaborate in design of its foundations. Doing this it is also possible to have an interaction between technical and practical approaches. So studies of different types of deep foundations were done in order to provide several geotechnical loads capacities. Existed standard penetration tests (SPT) results in the area were used to fill up geotechnical semi-empirical methods. As soon as the structural design can be estimated it will be possible to choose the best choice for its foundations.

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    ANÁLISE GEOTÉCNICA DE ESTACA HÉLICE CONTÍNUA: CASO PRÁTICO

Orientador(a)

    Prof. Gustavo Vaz de Mello Guimarães

    Prof. Esdras Pereira de Oliveira

Resumo

    Este trabalho tem por objetivo comparar os valores de capacidade de carga geotécnica através de métodos semi-empíricos com o resultado obtido em um ensaio de carregamento dinâmico em uma estaca hélice contínua no município de Campos dos Goytacazes, estado do Rio de Janeiro. A estaca analisada possuía diâmetro de 500 mm e comprimento de 31 m e foi instalada em um solo com uma espessa camada de areia fofa e argila mole. Esta comparação foi possível, não só para a capacidade de carga total, mas também para as parcelas de capacidade de carga por atrito lateral e capacidade de carga de ponta. Para a capacidade de carga de cada uma das parcelas (ponta e atrito) o método semi-empírico que mais se aproximou do valor obtido no ensaio de carregamento dinâmico foi o de Décourt Quaresma – Modificado por Décourt et al. (1996). Já para a capacidade de carga total os métodos de Alonso (1996), Aoki-Velloso (1975) e Antunes Cabral (1996) estimaram os valores mais próximos do ensaio de carregamento dinâmico.

Abstract

    This work compares the geotechnical load capacity using semi-empirical methods with a dynamic loading test in a continuos flight auger pile foundation at the city of Campos dos Goytacazes, Rio de Janeiro. The pile, with 500 mm in diameter and 31 m long, was installed in a loose sand and soft clay. It was possible to compare the load capacity in three different circumstances: total load capacity, base load capacity and friction load capacity. For both loads capacities (base and friction), the semi-empirical method that most approached the value obtained in the dynamic load test was that of Décourt Quaresma – Modified by Décourt et al. (1996). For the total load capacity, the methods of Alonso (1996), Aoki-Velloso (1975) and Antunes Cabral (1996) estimated the closest values of the dynamic load test.

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    DIMENSIONAMENTO DE UM SISTEMA DE COLETORES SOLARES A VÁCUO PARA REFRIGERAÇÃO POR CICLO DE ABSORÇÃO DA OFICINA DO CURSO DE ENGENHARIA MECÂNICA DA UFRJ-MACAÉ

Orientador(a)

    Prof. Diego Cunha Malagueta

Resumo

   O trabalho objetiva dimensionar um sistema de refrigeração solar para a oficina do curso de engenharia mecânica da UFRJ-Macaé. O sistema proposto é composto por um refrigerador a ciclo de absorção que opera a partir do calor gerado em coletores solares a vácuo que seriam instalados no teto dos laboratórios.

    O ponto de partida do projeto é estimar a carga térmica de refrigeração do recinto, o que é feito de acordo com normas nacionais e internacionais. O ciclo de absorção é então dimensionado para atender a demanda máxima de refrigeração, a partir de níveis de radiação de projeto. Em seguida o sistema de coletores é dimensionado de modo a suprir o calor necessário para operar o ciclo de absorção em condições de projeto.

    Do dimensionamento é capaz concluir que a taxa de refrigeração pode ser devidamente suprida pelo ciclo de absorção e que a área disponível de telhado é bem superior a necessária para os coletores, indicando assim a viabilidade técnica da proposta, o que justifica então a recomendação de estudos futuros para aprofundamento da análise das condições de operação fora das de projeto, bem como seus custos.

Abstract

   The study aims to scale a solar cooling system for the workshop of mechanical engineering course at UFRJ-Macaé. The proposed system consists of a refrigerator the cycle of absorption that operates from the heat generated in solar collectors vacuum that would be installed on the ceiling of the laboratory.

    The starting point of the project is to estimate the thermal load enclosure cooling, which is done in accordance with national and international standards. The absorption cycle is then sized to meet the maximum cooling demand from Design radiation levels. The system then collectors is dimensioned to supply the heat necessary to operate the adsorption cycle design conditions.

    Sizing is able to conclude that the cooling rate can be properly supplied by the absorption cycle and the available area of the roof is much higher than required for the collectors, thus indicating the technical feasibility of the proposal, which then justifies the study recommendation future for further analysis of operating conditions outside the project and its costs.

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    ANÁLISE DE VIABILIDADE TÉCNICA E ECONÔMICA DA IMPLANTAÇÃO DE UM SISTEMA DE REAPROVEITAMENTO DE ÁGUAS PLUVIAIS NO PÓLO UNIVERSITÁRIO DA CIDADE DE MACAÉ – RJ

Orientador(a)

    Prof. Bruno Barzellay Ferreira da Costa (Orientador)

    Prof. Rafael Malheiro Ferreira (Coorientador)

Resumo

    A água é essencial para a vida em nosso planeta, porém encontra-se cada vez mais escassa, sendo, portanto, considerada um recurso natural limitado. Diante disso, torna-se cada vez mais necessário o estudo de tecnologias visando a implementação de projetos que busquem a conservação dos recursos hídricos. Nesse contexto, o reaproveitamento de águas pluviais para usos não potáveis vem se tornando uma ótima alternativa para a conservação da água dos mananciais, além de contribuir para conter as enchentes em áreas urbanas, visto que retira grande volume de água da chuva dos sistemas de drenagem das cidades, e por fim gera economia na conta de água dos usuários do sistema. Este trabalho tem como objetivo realizar o dimensionamento de um sistema de reaproveitamento de águas pluviais no Polo Universitário, local onde encontram-se instalados os campus da Universidade Federal do Rio de Janeiro – UFRJ, da Universidade Federal Fluminense – UFF, e da Faculdade Professor Miguel Ângelo da Silva Santos – FEMASS, na cidade de Macaé. Primeiramente, foram estudados os dados pluviométricos da região, possibilitando assim o dimensionamento do volume adequado do reservatório por meio de métodos de cálculo consagrados. Em seguida, foi realizado o dimensionamento de todos os itens necessários ao funcionamento do sistema, incluindo tubulações, bombas, caixas d’água, cálculo de armadura para a cisterna, entre outros. Essas informações possibilitaram a realização do orçamento do projeto e a análise de viabilidade de sua implantação, com base nos custos totais com mão-de-obra e materiais, e levando em consideração a economia financeira que o sistema irá gerar para as instituições. Dessa forma, o sistema mostrou-se viável, devido ao curto tempo de retorno do investimento e a economia de água potável gerada.

Abstract

  Water is an essential natural resource for life on our planet, but it is increasingly scarce, being considered limited. As a result, the study of technologies that target the implementation of projects that seek water resources conservation become more necessary. In this context, rainwater harvesting for non-potable purposes is becoming a great alternative for water resources conservation, in addition to contributing to withholding floods in urban areas, as it removes a great volumes of rainwater from the cities’ drainage systems, and finally generating an economy off the system users’ water bills. The objective of this work is to dimension a rainwater harvesting system at Polo Universitário, located in Macaé, Rio de Janeiro, on the campus of Universidade Federal do Rio de Janeiro – UFRJ, Universidade Federal Fluminense – UFF, and Faculdade Professor Miguel Ângelo da Silva Santos – FEMASS. Firstly, the rainfall data from the region was studied, which allowed for adequate volume dimensioning from the reservoir through renowned calculation methods. Subsequently, a dimensioning of all the necessary items for the functioning of the system was performed, including pipings, pumps, water tanks, armor calculation for the cistern, among others. With this information, it was possible to estimate the cost of the project and to analyze the viability of its implementation, based on the total cost of labor and material, taking into consideration the financial economy that the system will generate for the institutions. Therefore, the system proved itself viable, due to the short-time return on investment and the generated economy of potable water.

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    CARACTERÍSTICAS DE PROJETO DE UMA BICICLETA ELÉTRICA E COMPARAÇÃO DO SEU USO COM OUTROS MEIOS DE TRANSPORTE

Orientador(a)

    Prof. Maurício Aguilar Nepomuceno de Oliveira

Resumo

    Buscar maneiras de fazer uma economia financeira nos dias atuais se tornou rotineiro na vida de muitas pessoas. Esse trabalho de conclusão de curso tem como intuito, mostrar uma alternativa de economia no dia a dia dos cidadãos. Será abordado as características de projeto de uma bicicleta elétrica a partir de uma bicicleta convencional, analisando a bateria e o motor selecionados.
    Através da seleção da bateria, é quantificada a autonomia deste meio de transporte de acordo com a variação de alguns parâmetros (velocidade do condutor, aceleração da bicicleta, grau de inclinação da ladeira, etc.). Com a seleção do motor, e conforme a curva torque x rotação fornecida pelo fabricante, é possível saber se o motor irá funcionar na situação desejada. Para que haja o funcionamento é necessário que o valor do fabricante seja maior que o valor real.
    Também será feita uma comparação o uso da bicicleta com veículos de combustão, utilizando como bases um modelo de carro e moto popular. A comparação será feita em relação a trajetos curtos, quanto as velocidades alcançadas, a emissão de CO2 na utilizaçãodos veículos, os custos e a energia gasta na locomoção. Também será abordado os valores referente a economia financeira que uma bicicleta elétrica é capaz de gerar ao utilizá-la como meio de transporte. Todos as contar contas efetuadas neste estudo foram feitas através do programa Excel.
    Com os resultados obtidos dos estudos, a autonomia da bicicleta será maior para condutores de massas menores e com velocidades mais baixas, quando há presença de ladeiras a autônima da bicicleta elétrica diminui conforme aumenta a inclinação. A bicicleta elétrica possui vantagem de ser um veículo mais barato e menos poluente conforme será visto nos resultados posteriormente, e além disso seu custo por quilometro andado é menor que o carro e moto.

Abstract

    Looking for financial economy has become routine to many people. This paper is intended to show an economy alternative to people in the dayly basis. The paper will present the design characteristics of an electric bicycle from a conventional bicycle, and the analys of the selected battery and motor.
    By the selection of the battery, the autonomy of the bicycle is quantified according to the variety of some parameters (driver speed, bicycle acceleration, slope, etc). According to the motor selection, and to the torque x rotation curve provided by the manufacturer, it is possible to conclude that the motor will operate in the desired situation. For good operation, the manufacturer’s value must be greater than the actual value.
    There will also be made a comparison between the use of the bicycle and the combustion vehicles, based on a popular car and motorcycle characteristcs. The comparison will be related to short distances, the speeds attained, the CO2 emission by vehicles, the costs and the energy spent. It will also be approached the values referring to the financial economy that the use of an electric bicycle is able to generate. All the calculus were done with the Excel.
    By the results obtained from the studies, this paper concludes that the autonomy of the bicycle will be greater for lighter drivers and at lower speeds. Also, when there is slopes the autonomy of the electric bicycle decreases as the inclination increases. The electric bike has the advantage of being the cheaper and less polluting vehicle.

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   PROJETO E ANÁLISE ESTRUTURAL PARA SUPORTE DE CONCENTRADOR SOLAR CILÍNDRICO PARABÓLICO

Orientador(a)

    Prof. Maurício Aguilar Nepomuceno de Oliveira

Resumo

    O desempenho mecânico dos coletores solares influi diretamente no sistema de geração de energia térmica solar. Este trabalho tem como objeto de estudo a estrutura de um coletor do tipo cilíndrico parabólico. Cada componente do coletor foi dimensionado de acordo com os carregamentos agindo sobre o coletor. Neste trabalho, foram definidos e calculados os carregamentos. O dimensionamento dos componentes foi realizado com o intento de atender as restrições para a deformação do coletor limitando o peso da estrutura. Por fim, foi feita uma análise estrutural do coletor com o auxílio do software ANSYS Workbench.

Abstract

    The mechanical performance of solar collectors influence directly on solar thermal power generation system. This paper has as the research object the structure of a parabolic trough collector. Each component of the collector has been designed considering the loads acting on the collector. In this paper, the loads were defined and calculated. The design of the components was carried out in order to fit the requirements for the deformation of the collector and limit the weight of the structure. Finally, the structural analysis of the collector was realized with ANSYS Workbench software.

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    APRESENTAÇÃO DO PROJETO HIDRÁULICO E DOS CÁLCULOS PARA SELEÇÃO DE BOMBA PARA O SISTEMA DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA DO FUTURO GALPÃO DAS ENGENHARIAS DA UFRJ – CAMPUS MACAÉ ATRAVÉS DE POÇO SEMI ARTESIANO PROPOSTO

Orientador(a)

    Prof. Marcelo Silva

    Prof. Rafael Malheiro (Coorientador)

Resumo

    Com a crescente busca por alternativas economicamente viáveis e sustentáveis para as necessidades humanas e pela escassez de água, seja devido às secas enfrentadas por algumas regiões do país ou por concessionárias não suprirem a demanda, foi proposto a criação de um poço semi artesiano no campus Macaé da Universidade Federal do Rio de Janeiro como forma de incentivo para este tipo de abastecimento de água para uso geral, como em banheiros e jardins. Foram definidas algumas características do poço proposto, assim como a instalação hidráulica para abastecimento do futuro galpão das engenharias no campus e apresentados os cálculos para seleção da bomba necessária para o sistema de recalque.

Abstract

    With the growing search for economically viable and sustainable alternatives for human needs and the shortage of water, due to droughts faced by some regions of the country or providers not meeting the demand, it was proposed the creation of a semi artesian well in the Macaé campus of University of Rio de Janeiro as an incentive for this general use water supply, such as bathrooms and gardens. Some characteristics of the proposed well were defined, such as the hydraulic system to supply the future engineering wearhouse and calculations were presented for the pump selection required for the discharge system.

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    INSTRUMENTAÇÃO DE UM TÚNEL DE VENTO SUBSÔNICO PARA APLICAÇÃO DIDÁTICA

Orientador(a)

    Prof. Necésio Gomes Costa

Resumo

    O presente trabalho busca descrever de forma clara e objetiva o processo de instrumentação de um túnel de vento, já existente no campus da UFRJ-Macaé. A instrumentação foi realizada através de: uma máquina de fumaça, uma balança aerodinâmica e um tubo de Pitot. Dessa forma será possível operacionalizá-lo para diversos projetos e atividades acadêmicas relacionadas à Mecânica dos Fluidos.
    O tubo de Pitot foi desenvolvido de forma que a obtenção dos dados seja feita por meio de um Arduino, fazendo com que a medição da velocidade seja mais precisa. A máquina de fumaça é o único equipamento que obterá medidas qualitativas relativas ao regime de escoamento. A balança serve para a medição das forças de arrasto e sustentação, apesar da sua construção ser simples é necessário para o seu funcionamento constantes calibrações.
    Cada instrumento adicionado tem como premissa a fácil operação por qualquer pessoa, baixo custo e simplicidade de construção. Apesar desta simplicidade, por este ser um trabalho com fins didáticos, espera-se que ao fim deste o túnel de vento ser utilizado pelos alunos do curso de Engenharia Mecânica do Campus, contribuindo com áreas de pesquisa de um curso que ainda está em formação.
    No decorrer deste trabalho serão apresentados os requisitos para a execução, teorias e metodologias desenvolvidas para cada equipamento periférico.

Abstract

    This study aims to describe clearly and objectively the instrumentation process of a wind tunnel, existing on the campus of UFRJ – Macaé. The instrumentation was performed by: a smoke machine, an aerodynamic balance and a Pitot tube. This way you can operationalize it for various academic projects and activities related to Fluid Mechanics.

   The Pitot tube is designed so that data collection is made by a Arduino, making the speed measurement is more accurate . The smoke machine is the only equipment that will get qualitative measures on the flow regime. The scale used for measuring the drag and lift forces, despite its simple construction is required to be functioning calibration constants.
    Each added instrument is premised easy operation by anyone, low cost and simplicity of construction. Despite this simplicity, because it is a work with didactic purposes, it is expected that the end of the wind tunnel to be used by students of Campus Mechanical Engineering, contributing to research areas of a course that is still developing.
    In the course of this work will be presented the requirements for execution, theories and methodologies developed for each peripheral equipment.

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