1 Doutorando em Engenharia de Estruturas - EESC-USP, acheung@sc.usp.br

2 Professor do Departamento de Engenharia de Estruturas da EESC-USP, calil@sc.usp.br

Andrés Batista Cheung & Carlito Calil Junior 110

1 INTRODUÇÃO

As pressões em silos são geradas devido a processos operacionais no silo como o enchimento (carregamento), armazenamento (estocagem) e esvaziamento (descarregamento). Para cada uma dessas etapas existe um comportamento diferente para o silo

É importante lembrar que as pressões variam no tempo e no espaço e que os silos são estruturas que apresentam grande número de ruínas no mundo, (Calil, 1989). Segundo Pham (1983), as pressões exercidas pelos produtos armazenados são afetadas pela natureza estocástica das variáveis envolvidas. Ushitskii e Yan´kov (1989) afirmam que o estudo das flutuações nas pressões geradas pelo produto sólido armazenado no silo também está intimamente ligado aos processos estocásticos.

Muitas teorias foram propostas ao longo de 100 anos após a teoria de Janssen (1895) e muitas dúvidas ainda existem em relação à aplicabilidade de cada uma das teorias existentes propostas na literatura internacional.

Com isso, este trabalho consiste no estudo teórico, numérico e experimental da determinação das pressões em silos verticais esbeltos. Para isso será proposta a incorporação das informações sobre as propriedades estocásticas nos modelos de pressões apresentados na literatura. Os parâmetros mais importantes dos modelos de pressões serão ajustados aos dados experimentais obtidos de um silo-piloto utilizando algoritmos genéticos (AG). Os métodos de confiabilidade estrutural serão utilizados para a estimativa da probabilidade de ruína de silos verticais esbeltos.

2 MATERIAIS E MÉTODOS

Serão realizados estudos teóricos, numéricos e experimentais. No estudo teórico serão estudadas as principais teorias de pressões formuladas pelos especialistas internacionais.

Os modelos numéricos serão calibrados com os resultados experimentais ajustando os melhores modelos de pressões existentes na literatura.

9 Para a avaliação de um modelo que incorpore as flutuações das pressões é necessário o tratamento das pressões espacialmente. Desta forma, serão ajustados os modelos de pressões por meio dos algoritmos genéticos com um modelo clássico acrescido de um modelo estocástico espacial.

9 Com o modelo de pressão construído, será então calculada a confiabilidade estrutural. Serão então utilizados os ensaios experimentais de ligação realizados por Esteves (1989) para a formulação do modelo de resistência estrutural.

No estudo experimental serão conduzidos 2 tipos de ensaios:

9 Ensaios das propriedades físicas do produto armazenado: fornecerão os parâmetros necessários para comparação entre as propriedades calibradas pelo modelo experimental no silo piloto e os dados obtidos em ensaios de cisalhamento direto.

9 Ensaio no silo-piloto: é o ensaio principal da pesquisa para a comparação das pressões medidas com os modelos de pressões existentes na literatura para silos verticais esbeltos. Três produtos foram escolhidos para os ensaios, os quais são: soja

Modelo estocástico de pressões para a estimativa da confiabilidade estrutural de silos...

Cadernos de Engenharia de Estruturas, São Carlos, v. 8, n. 32, p. 109-112, 2006 111

(forma esférica), milho (forma irregular) e ração de frango (forma granular e pouco coesivo).

O silo-piloto é definido como aquele em que os efeitos de escala são insignificantes, pois suas dimensões e as dimensões do produto são compatíveis com as estruturas reais. Assim sendo, os resultados obtidos podem ser utilizados no estudo de estruturas reais, ou seja, o comportamento do modelo piloto pode ser considerado idêntico (qualitativamente e quantitativamente) ao comportamento em escala 1:1, segundo Pieper e Schutz (1980).

O silo-piloto empregado nesta pesquisa tem um diâmetro interno de 69,1 cm (parede lisa) e uma altura de 600cm, com capacidade máxima de armazenamento de 2,43 m³ para produto sólido com uma tremonha com inclinação de 15º. Consiste de 12 anéis de aço independentes suspensos de modo estaticamente determinado, cada um com 49,5 cm de altura (Figura 1).

h=6,00m SILO-PILOTO ELEVADOR

DE CANECAS

AUXILIAR SILO

Figura 1 – Esquema da estação experimental construída.

3 DESENVOLVIMENTO DO TRABALHO

Nestes 2 anos de pesquisa foram realizadas várias atividades como:

9 Construção do silo-piloto, silo auxiliar e elevador de canecas;

9 Calibração das células de carga;

9 Calibração do silo-piloto com água para o conhecimento prévio das constantes de calibração dos anéis;

9 Implementação dos modelos de pressões.

9 Ensaios preliminares com o milho.

4 RESULTADOS PARCIAIS OBTIDOS

Os resultados parciais obtidos com o milho mostram que as pressões de carregamentos (enchimento) têm uma tendência exponencial e pode ser descrita pela

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formulação de Janssen (1895). Os coeficientes de sobrepressão têm uma variabilidade espacial com a altura do silo, esbeltez e inclinação da tremonha.

5 CONCLUSÕES PARCIAIS

Espera-se com o modelo estocástico para flutuações de pressões contribuir para o estudo de silos verticais esbeltos. Os ensaios experimentais fornecerão os dados necessários para a calibração, por meio dos Algoritmos Genéticos, do modelo de pressão com a componente estocástica. Também explorar-se-á a determinação das propriedades físicas através de ensaios de cisalhamento direto com a finalidade de comparação dos parâmetros. Por fim, espera-se aplicar o modelo de pressão para o estudo da confiabilidade estrutural dos silos verticais esbeltos metálicos.

6 AGRADECIMENTOS

Os autores agradecem a Fundação e Aparo a Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) pelo financiamento deste trabalho, a CASP e a KEPLER WEBER pelo elevador e silos do sistema experimental, respectivamente.

7 REFERÊNCIAS

CALIL, JUNIOR, C. (1989). Recomendações de Cargas para o dimensionamento de Silos. São Carlos: EESC-USP, 106p. (Relatório de pesquisa de pós-doutorado, São Carlos).

ESTEVES JÚNIOR, P. (1989). Silos Metálicos de Chapa Corrugada. 118f.

Dissertação (Mestrado) - Escola de Engenharia de São Carlos - Universidade de São Paulo.

JANSSEN, H. A. (1895) Experiments on grain pressures in silos. Verein Deutscher Ingenieure, Zeitschrift.

PIEPER, K.; SCHÜTZ, M. (1980). Bericht Über das Forschungsvorhaben - Norm-Mess-Silo für Schüttguteigenschaften. Technische Universität Braunschweig - Lehrstuhl für Hochbaustatik, Deutschland.

PHAM, L. (1983). Variability of bin loads due to bulk solids for strucutural design. In.

CIVIL ENGINNERING TRANSPORTATION, n. 22-24 Newcastle, 1983. Anais…

Newcastle: p.302-306.

USHITSKII, M. U.; YAN´KOV, V. Y. (1989). Probabilistic characteristics of pressure of granular. Moscow: Plenum Publishing Corporation, p.424-428.

ISSN 1809-5860

Cadernos de Engenharia de Estruturas, São Carlos, v. 8, n. 32, p. 113-116, 2006

MODELO DE DISSIPAÇÃO CONCENTRADA PARA ESTRUTURAS EM CONCRETO ARMADO COM A CONSIDERAÇÃO DE DEFORMAÇÕES RESIDUAIS E CICLOS DE HISTERESE

Francisco Adriano de Araújo 1 & Sergio Persival Baroncini Proença 2

R e s u m o

O modelo para análise não-linear de estruturas reticuladas planas em concreto armado

No documento UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO. Reitor: Profa. Titular SUELY VILELA SAMPAIO. Vice-Reitor: Prof. Titular FRANCO MARIA LAJOLO (páginas 121-125)

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