Conceção e Análise de um Demonstrador para a Monitorização Estrutural

Os sistemas de monitorização de estruturas fornecem diversas vantagens, não só no que diz respeito à durabilidade da obra, ao aumento da segurança e do conhecimento relativamente ao comportamento das estruturas ao longo do tempo, à otimização do aspeto estrutural, bem como aos aspetos económicos do processo de construção e manutenção. A monitorização deve realizar-se durante a fase de construção e/ou de exploração da obra para permitir o registo integral do seu comportamento no meio externo. Deve efetuar-se de forma contínua e automática, executando intervenções de rotina para que se possa detetar precocemente sinais de alterações, respetivamente à segurança, integridade e desempenho funcional. Assim se poderá manter a estrutura dentro de parâmetros aceitáveis de segurança. Assim, na presente dissertação será concebido um demonstrador experimental, para ser estudado em laboratório, no qual será implementado um sistema de monitorização contínuo e automático. Sobre este demonstrador será feita uma análise de diferentes grandezas em medição, tais como: deslocamentos, extensões, temperatura, rotações e acelerações. Com carácter inovador, pretende-se ainda incluir neste modelo em sintonia de medição de coordenadas GNSS com o qual se torna possível medir deslocamentos absolutos. Os resultados experimentais alcançados serão analisados e comparados com modelos numéricos. Conferem-se os resultados experimentais de natureza estática e dinâmica, com os resultados numéricos de dois modelos de elementos finitos: um de barras e outro de casca. Realizaram-se diferentes abordagens tendo em conta as características identificadas por via experimental e calculadas nos modelos numéricos para melhor ajuste e calibração dos modelos numéricos Por fim, recorre-se a algoritmos de processamento e tratamento do respetivo sinal com aplicação de filtros, que revelam melhorar com rigor o sinal, de forma a potenciar as técnicas de fusão multisensor. Pretende-se integrar o sinal GNSS com os demais sensores presentes no sistema de monitorização. As técnicas de fusão multisensor visam melhor o desempenho deste potencial sistema de medição, demonstrando as suas valências no domínio da monitorização estrutural.

Structural monitoring systems offer several advantages, not only with regard to the durability of the work, increased safety and knowledge on the behaviour of structures over time, to optimize the structural aspect and the economic aspects of process of construction and maintenance. Monitoring should be carried out during the project construction phase, to allow the full record of the behaviour in the external environment. It should be effected continuously and automatically by running routine interventions that can detect early changes signs, respectively security, integrity and functional performance, and must be done to keep the structure within acceptable safety parameters. Thus, in this thesis will be produced an experimental demonstrator to be studied in the laboratory, in which will be implemented in a continuous and automatic monitoring system. About this demonstrator will be made an analysis of differents greatnesses in measurement, such as displacements, extensions, temperature, speed and acceleration. The obtained experimental results will be analyzed and compared with models made numerically. In order to illustrate the main characteristics by experimental tests, in the characterization of static and dynamic behavior of structures and in the determination of the mechanical characteristics of the structure in situ, we have made different approaches of the characteristics identified experimentally with those calculated in the numerical models, to perform the adjustment and calibration of the numerical models. Additionally, resorts to processing algorithms and processing of the respective signal by applying filter, to improve accurately the signal, in order to maximize the multisensor fusion techniques based on the integration of the GNSS signal with embedded sensors in the monitoring system implemented on a physical model and methods of measuring dynamic displacements from the acceleration data.