Projeto e construção de um equipamento experimental para realização de testes envolvendo estruturas mecânicas em escala reduzida

Abstract

Em muitos aspectos, os aços estruturais são preferíveis ao concreto como material de construção devido suas propriedades. Ao longo dos anos surgiram diversos estudos experimentais para analisar seu comportamento real, no intuito de obter estruturas mais leves, resistentes e seguras. Em projetos analíticos de estruturas de aço, é comum observar coeficientes que necessitam constantemente de aferição, conforme o que se observa na natureza. No entanto, obter estes dados em campo pode tornar os projetos inviáveis ou ainda devido às limitações físicas laboratoriais estes estudos são negligenciados. Neste aspecto, modelos físicos em escala reduzida são uma alterativa barata e de fácil construção que podem ser testados e comparados aos protótipos de escala real, embora que ainda seja necessário explorar alternativas para os sistemas adequados de aplicação de carga. O objetivo principal deste trabalho consiste no projeto e construção de equipamento experimental para realização de testes envolvendo estruturas mecânicas em escala reduzida sob carregamento vertical distribuído ou concentrado e horizontal concentrado. Para atender a este propósito, as seguintes etapas foram cumpridas: inicialmente, realizou-se o estudo da arte no meio científico pertinente, com o propósito de identificar as alternativas encontradas por centros de pesquisa na investigação da problemática levantada. Posteriormente, desenvolveu-se um conceito de equipamento, atentando às condições de contorno e restrições preestabelecidas. Com o conceito definido, partiu-se para o dimensionamento e modelagem sólida de todos os elementos que compunham o projeto e um modelo de pórtico plano de alumínio escalonado para teste do equipamento experimental. A fabricação das peças, conjuntos, subconjuntos, pintura e montagem envolveu a etapa de construção do equipamento e modelo para teste. O modelo foi instrumentado e finalmente foram realizados experimentos para analisar a funcionalidade do equipamento e explorar de forma breve os resultados obtidos com este tipo de ensaio. O equipamento se mostra genérico para diversas escalas, possibilitando coletar dados referentes ao comportamento real da estrutura. Em complemento, acredita-se que este equipamento experimental permita produzir estudos de ligações entre viga e coluna, ensaios de flambagem entre outros do segmento, para comparação numérico/experimental no contexto científico contribuindo com a fabricação de estruturas mais leves e seguras.