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7/15/2019 RELATORIO de Estagio - Lucas
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UNIVERSIDADE FEDERAL DE UBERLÂNDIA
Relatório deEstágio Supervisionado
Aluno: Lucas Samuel Réus Araújo No: 92157
Professor orientador: Vanessa Cristina de Castilho
Engenheiro supervisor: Daniel Flávio Pires de Lima
Empresa: Viena Engenharia
Obra/projeto: Projeto Estrutural.
Período:
Uberlândia, 06 de agosto de 2.012
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Resumo
Este relatório tem como objetivo detalhar as atividades desempenhadas pelo aluno LUCAS SAMUEL
RÉUS ARAÚJO durante o seu período de estágio, detalhando a utilização Eberick que foi o softwareutilizado para cálculo estrutural em conjunto com o Auto CAD que foi utilizado no detalhamento dosProjetos, paralelamente aos Projetos Estruturais foram realizados levantamentos de quantitativos paralicitações (take-off) com o auxílio do Excel, também foi utilizado o software NOVO METÁLICAS 3Dque se destina ao cálculo de estruturas metálicas. O aluno também acompanhou os ensaios em amostrasde solos, realizados pela empresa AFINCO LTDA, que é uma empresa parceira da VIENAENGENHARIA. Essas amostras são obtidas a partir de sondagens realizadas em campo.
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Sumário
1 Introdução............................................................................................................................ 3
2 Desenvolvimento................................................................................................................. 4
2.1 Lançamento no software CYPECAD........................................................................... 4
2.2 Lançamento no software TQS.................................................................................... 24
2.3 Cálculo à mão............................................................................................................. 26
2.3.1 Cálculo da laje.................................................................................................. 26
2.3.2 Cálculo da viga................................................................................................. 29
2.3.3 Cálculo do pilar................................................................................................. 33
2.3.4 Cálculo do bloco de coroamento...................................................................... 39
2.4 Comparação dos Resultados....................................................................................... 413 Conclusão ......................................................................................................................... 44
4 Referências ....................................................................................................................... 45
6 Folhas de assinaturas ........................................................................................................ 46
5 Anexos .............................................................................................................................. 47
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1 Introdução
Este relatório é a conclusãoreferente á Disciplina ESTÁGIO SUPERVISIONADO com duração de
18 semanas, sendo 10 horas por semana, totalizando uma carga horária de 180 horas.
A Empresa concedente do Estágio é a VIENA ENGENHARIA, situada na Rua
Marciano Santos, nº 92, Bairro Jardim Finotti, nesta cidade, fundada em 1.994, a qual encontra-se
regularmente inscrita no Cadastro de Fornecedores de Materiais e Serviços para a PETROBRÁS,
sendo habilitada para as seguintes especialidades:
» Projeto de Estrutura de Concreto Armado
» Projeto de Estruturas Metálicas
»Projeto de Tubulação e Equipamentos de Caldeiraria em Geral
»Projeto Executivo FEED de Sistema de Processamento de Petróleo
»Consultoria em Análise de Tensões Estáticas e Dinâmicas em Tubulação
»Projeto de Oleodutos e Gasodutos Terrestres
»Projeto de Oleodutos Terrestres
»Projeto de Gasodutos Terrestre e Sistema de Distribuição de Gás Natural
»Pré-detalhamento do Projeto de Faixa e Dutos Terrestres
»Consultoria e Projeto de Lançamento de Cabos em Faixa de Servidão
»Projeto de Sistemas de Instrumentação
»Projeto Elétrico de Subestações e Redes – Projeto Básico
»Projeto Elétrico Executivo de Subestações e Redes –até 13,8 KV
»Projeto Básico - Sistemas Elétricos Industriais
»Projeto Elétrico Executivo de Instalações Terrestres em Áreas Classificadas
»Projeto Elétrico Executivo de Instalações Terrestres em Áreas Não Classificadas
»Aquisição e Processamento de Dados - Geodésia e Topografia
»Aquisição e Processamento de Dados de Geoprocessamento e Sensoriamento Remoto.
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A Empresa tem como meta a busca contínua da satisfação dos clientes através da qualidade de
serviços e produtos; conduzindo todas as atividades de forma responsável, na busca incessante da
rentabilidade com qualidade; promovendo a melhoria contínua dos produtos e serviços por meio de
novas tecnologias, processos e treinamentos; respeitando e valorizando o meio ambiente e seusrecursos naturais e oferecer serviços e produtos dentro das normas ambientais vigentes no intuito de
reduzir a utilização das fontes de recursos naturais.
Outros aspectos importantes que a empresa considera é a preservação da saúde e a integridade física
e mental dos colaboradores, através da adoção de medidas de proteção e controle de riscos no
ambiente de trabalho, visando à redução e eliminação dos mesmos; assegurando que os seus
colaboradores cumpram a legislação de Segurança, Meio Ambiente e Saúde, no desempenho de suas
atividades; educando, capacitando e conscientizando seus colaboradores quanto a Qualidade,
Segurança, Meio Ambiente e Saúde no trabalho;
Desta forma, integra as questões da qualidade, meio ambiente, saúde e segurança no trabalho às
atividades práticas e rotinas, como forma de agregar valor aos negócios da empresa, através do
sistema de gestão integrado, atendendo a legislação, normas e outros requisitos estabelecidos no
SGI.
O Engenheiro Civil supervisor foi Daniel Flávio Pires de Lima, tendo o aluno participado do
desenvolvimento do Projeto Estrutural da Refinaria PREMIUM I que foi projetada para produzir
óleo diesel de alta qualidade, com capacidade de produção de 600 mil barris por dia.
A refinaria em questão está localizada no município de Bacabeira-MA com previsão de geração de
100 mil empregos diretos e indiretos.
A refinaria é uma estrutura mista, com edifícios em concreto armado e estrutura metálica. Devido a
Empresa só possuir software de cálculo de concreto armado, a parte de estrutura metálica foi
terceirizada para outro escritório da cidade. A VIENA posteriormente adquiriu software NOVO
METÁLICAS 3D já estando apta ao cálculo de estrutura metálica. A parte de concreto armado que
foi calculado pela VIENA foi correspondente a uma estação de tratamento de esgoto (ETE), uma
cisterna, e também um castelo d’água. Já na parte de estruturas metálicas foram calculadas
coberturas de edificações como portaria, serviço médico, restaurante, entre outros. O detalhamento
das estruturas foi realizado utilizando o Auto CAD.
2 Desenvolvimento
2.1. O software Eberick
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A versão V6 conta com um novo algoritmo que reduz significamente o tempo de análise de estruturas de
alto desempenho, essa versão também pode ter módulos adicionais como Master, Formas, Escadas, Lajes
Treliçadas, Fundações, Muros e Reservatórios.
O software se destina ao cálculo de estruturas em concreto armado, para o lançamento da estrutura é
necessário primeiro analisar a arquitetura para que esta seja compatível com o projeto estrutural. Ou seja,
é verificado se não há incompatibilidade de elementos arquitetônicos (janelas e portas) com elementos
estruturais, após isso o AutoCad é utilizado para fazer uma “limpeza” no arquivo, eliminando blocos,
deixando apenas elementos da arquitetura da edificação. Também são eliminados os layers da edificação,
sendo criados outros dentro do Eberick.
O arquivo, em extensão DWG, é transformado em DFX e é importado para o Eberick, no qual serão
criados os pavimentos de acordo com suas respectivas plantas (Fig. 1).
Figura 1 - Criação dos pavimentos - Adaptado pelo autor.
Após isso são configurados parâmetros como classe de agressividade, resistência característica do
concreto (fck), dimensão máxima do agregado e abertura máxima de fissuras. Também no software é feita
a definição geométrica dos elementos estruturais (vigas, pilares e lajes), como observado na figura 2 e
figura 3.
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Figura 2 - Lançamento de pilar - Adaptado pelo autor.
Figura 3 - Inserindo lajes - Adaptado pelo autor.
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O software calcula lajes como grelhas, vigas e pilares como pórticos - esses métodos de cálculo serãoexplicados adiante - sendo o dimensionamento realizado pelo método dos estados limites últimos,como mostrado na figura 4.
Após os lançamentos de todos os elementos estruturais é necessário carregar cada um desses
elementos (Fig. 4). Além de cargas de paredes, no programa é possível inserir cargas distribuídas como
peso próprio e sobrecargas, cargas devidas ao vento e outros carregamentos.
Figura 4 - Inserindo cargas de paredes - Adaptado pelo autor.
O software libera uma interface de resultados (Fig. 5) na qual é possível escolher as bitolas que se deseja
utilizar, também é possível visualizar o carregamento em cada viga e as respectivas reações.
Figura 5 - Carregamentos em vigas – Fonte:
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O software está adequado a NBR 6118 – projeto de estruturas de concreto armado – portanto, obedecendotodos os parâmetros estabelecidos pela referida norma, o software libera um detalhamento de armadura e
fôrma, o qual necessita de alguns ajustes para se adequar as normas, no caso do projeto acompanhado
pelo aluno foram obedecidos os padrões da Petrobrás para o adequamento do projeto a esses padrões,
utilizou o AutoCAD, editando textos, barras e tabelas de modo a seguir a padronização estabelecida (Fig.
6).
A norma N-381 da Petrobrás estabelece critérios a serem adotados na execução de desenhos e outrosdocumentos técnicos, por isto é necessário fazer adequações e memórias de cálculos e pranchas. Após o
cálculo da estrutura utilizando o eberick, os arquivos gráficos (desenhos) são exportados para o AutoCadonde são feitas adequações como adoção de layers, carimbos, hachuras, linhas, textos e dimensões deformulários e legendas conforme especificadas na referida norma, ou então em normas da ABNT citadasna referida norma. Os memoriais de cálculos fornecidos pelo programa também precisam ser padronizados conforme a exigência da Petrobrás, para isto são fornecidos pela Petrobrás documentos emWord como cabeçalhos, rodapés e toda a formatação padronizada, nesses modelos são inseridos osmemoriais e todos os outros documentos requeridos no escopo do projeto.
Após isto, todos os documentos são enviados via e-mail para os fiscais da Petrobrás, os quais julgam sehá ou não necessidade de mudança, geralmente eles recomendam pequenos ajustes como mudança detamanho de texto, detalhe de uma parte específica do projeto, dentre outros. No carimbo do arquivo emDWG ou no memorial são indicadas as revisões.
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Figura 6 - Viga após ter os textos ajustados no AutoCad - Adaptado pelo autor.
O reservatório do projeto da refinaria PREMIUM 1 possuía área superior ao máximo limitado pelo
Eberick, por isso o engenheiro dimensionou manualmente o reservatório, porém ele foi dimensionado em
escala menor no Eberick para melhor visualização da disposição das barras de aço, na figura 7 é mostrado
como é feito o carregamento em reservatórios, neste caso a carga correspondente a água é igual a altura
de água multiplicado pela peso especifico da água.
Figura 7 Lançamento de carga de água em reservatórios –
Adaptado pelo autor
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Após todos os lançamentos é feito o processamento linear da estrutura, o qual também emite esforços
axiais, cortantes, momentos torçores e fletores presentes em cada barra (Fig. 8).
Figura 8 Processamento da estrutura – Adaptado pelo autor.
Print esforços em cada barra
2.2 Método das Grelhas
O método das grelhas é muito utilizado por softwares, pois este processo permite analisar vários
pavimentos em diferentes condições e também tem a grande vantagem de analisar lajes de formatos
irregulares. O método consiste em substituir o pavimento por uma grelha equivalente, considerando os
elementos estruturais como vigas e pilares como se fossem barras da grelha. Durante a análise as lajes
devem ser discretizadas em faixas, as larguras dessas faixas dependem das dimensões e da geometria dos
pavimentos. Os carregamentos são considerados distribuídos nas barras da grelha de acordo com a área de
influência de cada barra.
Esse processo considera além da rigidez a torção e a flexão das barras, a rigidez e torção das vigasfazendo que os momentos fletores no centro da laje na direção perpendicular ao eixo da viga sejam
maiores do que quando a viga é de bordo. Quanto maior a contribuição das lajes adjacentes menor são os
valores dos momentos fletores. No cálculo utilizando as tabelas de Czemy não são consideradas a rigidez
a torção, simplificando a análise da estrutura, considerando assim as lajes como painéis isolados, apoiados
em vigas indeformáveis. Usando esta tabela a compatibilização entre os momentos fletores das lajes
conjugadas acontece utilizando 80% do maior ou a média aritmética entre os dois momentos. A figura 9
mostra a discretização das lajes de um edifício.
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Figura 9 - Estrutura calculada pelo Eberick – Fonte: http://www.redetec.org.br/inventabrasil/altoqi.htm
2.3 Método dos Pórti cos
As vigas e pilares são calculados com base no modelo unidimensional, ou seja, os carregamentos são
todos transferidos para o eixo destes elementos e eles são calculados como elementos planos. Utilizam os
fundamentos da resistência dos materiais e da teoria das estruturas para a transmissão de esforços entre
vigas, pilares e lages, o programa possui uma opção para discretização destes elementos, o que resulta em
maior ou menor precisão nos cálculos dependendo do objetivo do engenheiro.
2.4 Novo M etálicas 3D
Após o projeto de estruturas metálicas da refinaria PREMIUM 1 que foi terceirizado, a Viena Engenhariaadquiriu o software Novo METÁLCAS 3D, o software possui uma fácil entrada de dados e um ambiente
cad, no qual é possível desenhar a estrutura utilizando o comando de cotas. Também é possível importar o
desenho de qualquer programa cad, onde as linhas são automaticamente transformadas em barras.
Todo o dimensionamento é feito de acordo com as normas brasileiras tais como: NBR 8800, NBR 8681,
NBR6118:2003, para o cálculo da estrutura e o programa calcula o vento conforme a NBR 6123.
Estruturas de madeira também são dimensionadas pelo programa conforme a NBR 7190.
O programa possui uma grande biblioteca de perfis o que torna mais fácil a escolha de uma estrutura maisleve e econômica. O cálculo dos coeficientes de flambagem é feito de modo automático de acordo com o
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número de nós da estrutura. Nos próximos projetos a Viena Engenharia já utilizará equipe própria para o
cálculo de estruturas metálicas. Este programa utiliza o método dos elementos finitos.
2.5 Método dos Elementos Fini tos
Esse método resolve um problema por meio de uma aproximação na forma variacional, discretizando o
objeto estudado em elementos, resultando numa malha com n pontos nodais (Fig. 10). A formulação
desse método pode ser baseada no método dos deslocamentos ou em métodos híbridos e mistos ou ainda
em modelos de equilíbrio. Pode se definir o método como um modelo matemático no qual um meio
contínuo é subdividido em elementos que mantêm as propriedades do que os originou. Esses elementos
são descritos por equações diferenciais e resolvidos por modelos matemáticos através da montagem de
matrizes de rigidez as quais são resolvidas através de programas computacionais. Esse método utiliza de
conceitos de álgebra linear como espaço vetorial.
Figura 10 - Discretização de um avião pelo metódo dos elementos finitos – Fonte: http://www.oceanica.ufrj.br
Esse método tem os seguintes fundamentos:
Robustez é a capacidade de o elemento fornecer bons resultados em uma grande variedade de
parâmetros de um modelo matemático e de sua discretização com propriedades diversas do
material;
Eficiência é a potencialidade de o elemento ser utilizado em malhas que forneçam resultados
com precisão satisfatória em processamentos computacionais rápidos comparados com outros
elementos considerados não eficientes, essa eficiência é de grande importância para análises
não lineares.
2.5.1 Modelo dos Deslocamentos ou da Rigidez
Esse método é dividido em quatro pontos principais:
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Campo são os deslocamentos descritos por funções aproximadas, os elementos impõemcompatibilidades de deslocamentos e as derivadas das funções que os descrevem;
Princípio Variacional considera a energia potencial mínima;
Incógnitas são as componentes dos deslocamentos nodais.
2.5.2 Modelo das forças ou da f lexibil idade
Campo são as tensões ou esforços internos descritos por funções aproximadas, aos elementos é
imposto o equilíbrio de tensões;
Princípio Variacional obedece ao princípio da energia complementar mínima;
Incógnitas são as tensões e os esforços internos nodais.
2.5.3 Modelo híbrido tipo 1
Campo internamente são tensões em equilíbrio e externamente ou nas bordas são deslocamentos
descritos por funções aproximadas;
Princípio Variacional atende ao princípio da energia complementar modificada mínima;
Incógnita são os deslocamentos nodais.
2.5.4 Modelohíbrido tipo 2
Campo internamente são deslocamentos e externamente ou nas bordas são tensões descritas por
funções aproximadas; Princípio Variacional princípio da energia potencial mínima modificada;
Incógnita são as tensões ou forças nodais.
2.5.5 Modelos misto
Campo são, de modo simultâneo e independente, tensões e deslocamentos descritos por funções
aproximadas;
Princípio Variacional princípio da energia generalizado de Reissner;
Incógnita são deslocamentos e tensões (forças nodais).
O método dos elementos finitos possui uma sequência lógica para a sua aplicação, essa sequência
(Fig.11) é essencial para a correta análise do problema e identificação do modelo mais apropriado
para a resolução deste problema.
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Figura 11- Sequência de cálculo utilizando elementos finitos – Fonte:
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3. Quantitativos para licitações (Take-Off)
Na Viena Engenharia também são realizados take-offs, ou seja, a partir de um projeto básico, é
estimada a quantidade de materiais para execução de todo o projeto, no caso das estruturas é
calculado o volume de cada elemento (vigas, pilares e Lages), adotando que a quantidade seja
igual a esses volumes, e através de uma relação aproximada é calculado a quantidade de aço.
O aluno participou da execução de 02 take-offs. Para a realização dos take-offs foram
necessárias às análises de documentos como especificações técnicas e plantas do projeto
básico, os quantitativos foram levantados utilizando o AutoCad através de medidas de áreas e
comprimento, em seguida os valores foram organizados em uma planilha do Excel. A parte de
mecânica, elétrica e instrumentação também foram feitas pela Viena Engenharia.
O primeiro take-off foi da fábrica de amônia (UFN V) localizada em Uberaba (Fig. 12), no qual
foram realizados levantamentos de quantitativos que serão necessários para a execução de
todos os projetos civis, essa obra contempla projetos de engenharia civil em diferentes áreas,
tais como: pavimentação, drenagem, construções de muros e cercas, instalações hidráulicas e
projeto estrutural. A Petrobrás investirá 1,3 bilhões na construção, a fábrica gerará 6.000
empregos na fase de construção, este investimento faz parte de uma nova estratégia da
Petrobrás em investir em todas as formas de energia. O triângulo mineiro é o maior produtor de
fertilizantes do Brasil, e por este motivo a escolha da cidade de Uberaba foi estratégica, já que
está localizada próxima aos Estados de Mato Grosso, São Paulo e Goiás, os quais possuem
uma alta demanda de fertilizantes para as suas plantações.
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Figura 42 - Fábrica de fertilizantes em Uberaba MG – Fonte: http://www.tudouberaba.com.br
O outro Take-Off do qual o aluno participou, foi o das linhas Comperj (Fig 13), que é a composição de 5
linhas, 2 áreas de scrapers para cada linha e ainda um ponto de entrega para o duto de gás natural. O
projeto prevê tubos com 32 polegadas para petróleo cru, 20 polegadas para diesel, 14 polegadas para
nafta, e 10 polegadas para GLP, essas linhas terão extensão aproximada de 50 Kms e passarão pelos
municípios de Itaboraí, Cachoeiras de Macacu, Guapimirim, Magé e Duque de Caixias. No projeto consta
a construção de 02 pontes para passagens de dutos e outras 02 pontes para passagens de veículos, essas
pontes serão construídas sobre os rios Macacu e Guapiuaçú, no take-off foram levantadas quantidades de
concreto e aços para a construção de bases e jaquetas para os dutos, o engenheiro civil Daniel Flávio
também estimou as horas-homens para a execução do projeto.
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Figura 13 -Linhas comperj - Fonte: http://www.kincaid.com.br
4. Investigação Geotécnica
Os profissionais de engenharia civil da Viena Engenharia foram cedidos temporariamente à empresa
AFINCO ENGENHARIA, sendo que lá o aluno acompanhou a execução de ensaios de caracterização de
solos (Figura 14), cujas amostras destes foram extraídas na região de Piracicaba no Estado de São Paulo,
essas análises terão duração de aproximadamente 02 anos e serão de fundamental importância para a
VIENA ENGENHARIA na execução de uma dutovia na região de Piracicaba-SP. As sondagens
realizadas foram de acordo com as normas NBR 6484 – Execução de Sondagens de Simples
Reconhecimento do Solo, NBR 7250 - Identificação e Descrição de Amostras de Solos Obtidas em
Sondagens de Simples Reconhecimento dos Solos, NBR 9603 - Sondagens a Trado, da ABNT. Foram
realizadas sondagens a trado e rotativas, sendo os relatórios dessas sondagens elaborados pela Engenheira
Tatiane Motta e acompanhados pelo aluno.
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Figura 14 - Amostras de solo – Fonte: http://www.cravafundacoes.hdfree.com.br/sondagem.htm
4.1 Sondagem a percussão
Sondagem a percussão é um método para investigação de solos em que a perfuração é obtida através
do golpeamento do fundo do furo por peças de aço cortantes. É utilizada tanto para a obtenção de
amostras de solo, como dos índices de sua resistência à penetração. Foram realizados ensaios tátil-visual, cujos resultados estão apresentados na figura 15.
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Figura 15 - Resultados a partir dos testes. Adaptado pelo autor.
4.2 Sondagem a trado
Este método utiliza um trado, um tipo de amostrador de solo constituído por lâminas cortantes, que
podem ser espiraladas (trado helicoidal ou espiralado) ou convexas (trado concha). Tem por finalidade a
coleta de amostras deformadas, determinação do nível d’água e identificação dos horizontes do terreno.
Uma parte da execução é mostrada na Figura 16.
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Figura 16 - Execução de uma sondagem. Fonte: http://www.ccpassianoto.com.br/servicos/sondagem
4.3 Sondagem Rotativa
A sondagem rotativa é adequada para a obtenção de amostras de materiais rochosos, contínuas e com
formato cilíndrico, através de ação perfurante dada basicamente por forças de penetração e rotação
que, conjugadas, atuam com poder cortante. O teste é realizado analisando os tipos de fraturas sofridas
pela rocha, que podem ser naturais, de transporte ou de corte, além de ser dimensionado o quanto de
material foi recuperado. A figura 17 mostra um relatório, resultado dos testes.
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Figura 17- Relatório de Sondagem Rotativa
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5 Conclusão
O estágio foi de fundamental importância para o aluno, pois foram desenvolvidos projetos em diferentes
áreas da engenharia civil o que contribuiu para que o aluno tivesse a oportunidade de conhecer as
peculiaridades de cada projeto, tendo uma grande contribuição no seu desenvolvimento profissional,
outro fator importante foi o da empresa possuir profissionais de engenharia mecânica e elétrica, fazendo
com que o aluno conhecesse a interdisciplinalidade existente no dia a dia da engenharia.
O engenheiro supervisor Daniel Flávio prestou uma grande contribuição na aprendizagem do aluno,
orientando quanto ao uso dos softwares de cálculo estrutural e solucionando as dúvidas do aluno que
foram surgidas no decorrer dos projetos, tendo o aluno a oportunidade de aplicar seus conhecimentos
adquiridos ao longo de sua formação acadêmica.
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4 REFERÊNCIAS
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 6120: Cargas para o cálculo de
estruturas de edificações. Rio de Janeiro, 1980.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 6118: Projeto de estruturas de concreto
– Procedimento. Rio de Janeiro, 2003.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 8681: Ações e segurança nas estruturas
- Procedimento. Rio de Janeiro, 2003.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 6484: Execução de Sondagens de
Simples Reconhecimento do Solo – Procedimento. Rio de Janeiro.
Adolpho Polillo, Dimensionamento de Concreto Armado, volume 2, Nobel, 1981.
CARVALHO, Roberto Chust; FIGUEIREDO FILHO, Jasson Rodrigues de. Concreto Armado: Segundo
a NBR 6118:2003. 3. ed. São Carlos: Edufscar, 2010. 367 p.
PFEIL, Walter; PFEIT, Michèle. Estruturas de Aço: Dimensionamento Prático de Acordo com a NBR 8800:2008. 8. ed. Rio de Janeiro: Edufscar, 2010. 357 p.
Tutorial, AltoQi Eberick.
Tutorial Novo Metálicas 3D.
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