Caracterização do comportamento dinâmico de um edifício de dois pisos: estudo experimental e numérico

Os sismos são fenómenos naturais, que ao longo da história têm sido responsáveis por enormes perdas, tanto materiais como humanas. Grande parte dessas perdas, resultam dos danos provocados em construções existentes. Com o intuito de minimizar os estragos provocados pelas acções sísmicas, estudam-se várias hipóteses de reforço para assim melhorar o comportamento sísmico do património edificado. Para reforçar determinada estrutura com vista a melhorar o seu comportamento sob acções sísmicas, torna-se fundamental caracteriza-la dinamicamente para assim avaliar o seu desempenho sísmico. Uma das formas mais usuais para caracterizar o comportamento dinâmico de estruturas é a realização de ensaios de vibração, e o desenvolvimento de modelos numéricos devidamente calibrados que representem adequadamente as características dinâmicas das estruturas. É com base nos modelos numéricos que se verifica se determinada estrutura necessita ou não de reforço e, no caso de necessitar, se escolhe a melhor opção de reforço.

Simulador multi-agente para o mercado eléctrico

Esta dissertação, apresenta um simulador multi-agente para o mercado eléctrico. Neste simulador agentes heterogéneos, racionalmente limitados e com capacidade de aprendizagem, co-evoluem dinamicamente. O modelo de mercado apresentado é inspirado no mercado diário do MIBEL. É um modelo Pool, gerido por uma entidade operadora de mercado, onde compradores e vendedores podem licitar energia. No lado vendedor, empresas produtoras licitam a energia das suas unidades produtoras em pares quantidadepre ço. Por outro lado, uma vez que o cenário simulado é um mercado de venda, o comprador apresenta uma procura xa, i.e., submete apenas quantidades de energia. Todas as entidades do mercado eléctrico são vistas no sistema multi-agente, modelado através da plataforma INGENIAS, como agentes autónomos. Pelos resultados obtidos nas experiências feitas, confere-se que o simulador é uma ferramenta de apoio à tomada de decisão, pois ajuda a compreender o comportamento emergente do mercado e avalia o impacto das acções escolhidas, manualmente, pelo utilizador ou, automaticamente, atrav és da aprendizagem por reforço. A aprendizagem por reforço visa facilitar a tomada de decisão humana na venda de energia, licitando a energia das unidades produtoras de forma a maximizar os lucros.

Acompanhamento dos trabalhos de reabilitação de edifícios da Baixa-Chiado

O trabalho em apreço aborda o acompanhamento das intervenções de reabiblitação de vários edifícios na zona histórica da Baixa-Chiado. O interesse por este tipo de trabalho ocorreu devido à necessidade de complementar a diversificada experiência profissional adquirida na Amoníaco de Portugal, com responsabilidade na Inspecção e Diagnóstico, bem como na reabilitação e reforço de estrutura e, ainda, em conservação e restauro em edifícios recentes. A realização deste estágio na Unidade de Projecto Baixa-Chiado visou adquirir competências no processo de reabilitação de edifícios antigos, tendo em vista a observação e caracterização construtiva, diagnóstico, propostas de intervenção, com elaboração dos respectivos projectos, sua aprovação, licenciamento, implementação e acompanhamento de obra. A actividade desenvolvida no âmbito deste estágio recaiu também na visita regular a edifícios antigos e às obras em curso nos mesmos, acompanhando a sua evolução e analisando as soluções construtivas utilizadas. Destas visitas regulares foram colhidos elementos preponderantes para a caracterização do estado de conservação dos respectivos edifícios, com vista a encontrar a melhor solução para a sua reabilitação. Estes elementos foram recolhidos através da realização de vistorias e de outros tipos de levantamentos, designadamente, de arquitectura, topográficos, entre outros, e aompanhamento de alguns ensaios. Com estes tipos de levantamentos descobriram-se várias patologias nos diferentes edifícios, quer nas zonas exteriores, quer nas interiores dos mesmos. Essas anomalias foram, na generalidade, detectadas e posteriormente eliminadas. Noutras situações, em que se optou por demolir o interior dos edifícios mantendo as fachadas (zonas classificadas), constatou-se que houve necessidade de erguer estruturas de contenção e travamento provisórias para garantir a segurança da respectiva edificação e dos edifícios adjacentes. Também se efectuou uma abálise de custos de construção por unidade de área, quer para edifícos a reabilitar, quer para obras de intervenção mais profunda.

Estudo comparativo do comportamento mecânico de materiais compósitos à base de polímeros líquido-cristalinos

Os materiais compósitos à base de polímeros líquido-cristalinos sofreram um grande desenvolvimento nas três últimas décadas, com uma vasta utilização pela indústria, nomeadamente a aeronáutica e aeroespacial. Este trabalho, numa primeira fase desenvolveu-se com base numa pesquisa bibliográfica que tinha como principal objectivo conhecer o estado da arte dos polímeros líquido-cristalinos (PLC’s) e suas aplicações em materiais compósitos. Foi realizado um estudo bibliográfico das propriedades mecânicas dos principais sistemas de compósitos termoendurecíveis e termoplásticos de forma a criar um enquadramento do tema a desenvolver. Realizou-se também uma pesquisa sobre os mais recentes desenvolvimentos relativos às aplicações dos PLC’s na indústria aeronáutica e aeroespacial, com o estudo a incidir sobre as mais recentes aplicações em projectos desenvolvidos nomeadamente pela NASA. O trabalho foi direccionado para o estudo do Kevlar, desde a sua produção, à caracterização das suas principais propriedades mecânicas e aplicações industriais, com principal interesse nas aplicações em materiais compósitos. Particular atenção foi dada aos problemas que podem afectar o desempenho dos laminados produzidos com reforço de Kevlar. Neste trabalho os compósitos pré-impregnados foram estudados tendo em conta a sua caracterização em função das formas de empilhamento e das suas propriedades mecânicas. Foram consideradas neste estudo as normas ASTM (American Society for Testing and Materials) relativas aos ensaios a realizar, em particular o seu campo de aplicação e a metodologia dos ensaios para determinação das propriedades mecânicas dos compósitos. Neste trabalho é realizado um estudo comparativo sobre as propriedades mecânicas quando ocorrem, ou não, defeitos nos laminados. Foram realizados ensaios não destrutivos por ultra-sons de forma a garantir a qualidade do laminado para a produção dos provetes, assim como para a confirmação da correcta localização dos defeitos induzidos. No trabalho experimental, realizaram-se ensaios à tracção, à fadiga, à compressão e à flexão, com o fim de comparar grupos de provetes, com e sem defeitos, e caracterizar as variações das propriedades mecânicas. São abordados os factores que influenciam o desempenho de um laminado de Kevlar e os factores que desencadeiam a sua deterioração. A delaminação é um grave problema que afecta os laminados e que limita o seu desempenho. O estudo demonstrou que um dos principais problemas nos laminados de compósitos à base de polímeros líquido-cristalinos é a fadiga.

Empreitada de remodelação e ampliação da unidade de cuidados continuados de Mora

O presente relatório diz respeito ao trabalho por mim realizado na empresa de construção H Tecnic, Lda., no âmbito do 2º Ano do Mestrado em Engenharia Civil – ISEL, e procura-o descrever sumariamente e de forma clara durante o período em que o mesmo decorreu (Janeiro de 2010 a Agosto de 2010). Não sendo para mim novidade o enquadramento e o funcionamento de uma Empresa de Construção Civil, estes 8 meses de trabalho obrigaram-me a uma maior atenção e consolidação de alguns conhecimentos adquiridos na Faculdade. A constante evolução das técnicas de construção e a descoberta de novos materiais obrigam-nos a uma constante actualização para nos mantermos competitivos num sector cada vez mais exigente. A recente crise financeira, com repercussões em toda a economia, teve como consequência que as empresas para sobreviver tenham de optimizar os seus recursos e rentabilizá-los ao máximo procurando através do seu conhecimento, qualidade, cumprimento dos prazos, etc., distinguir-se das demais. É com este espírito que tenho desenvolvido o meu trabalho na H Tecnic, Lda., procurando dia a dia melhorar a minha prestação.

Reabilitação de edifícios em Sintra

As nossas cidades vão assistindo à degradação progressiva das suas estruturas urbanas, dos seus edifícios e dos seus espaços exteriores. Uma degradação decorrente do envelhecimento próprio, da falta de manutenção, da sobrecarga de usos ou ainda do desajustamento dos desenhos da sua organização a novos modos de vida. Em face do elevado estado de envelhecimento dos centros urbanos das grandes cidades do País, tem-se vindo a verificar nas duas últimas décadas uma desertificação das cidades em detrimento das zonas periféricas às mesmas, designadamente ao nível das camadas mais jovens da população, que dispõem de menos recursos económicos. O resultado desta “deslocalização” provocou um progressivo envelhecimento das nossas cidades, quando comparadas com as principais cidades europeias. É-nos pois dado a verificar a enorme necessidade que o País tem de reabilitar, renovar e remodelar o parque imobiliário existente, em particular, o habitacional, realizando obras em situações gravosas de salubridade e habitabilidade. É efectuada a descrição de alguns estilos arquitectónicos com variadas intervenções, experiências técnicas e estéticas, apontamentos construtivos ancestrais, riquezas que complementam um vasto património histórico-cultural da Vila de Sintra e que a tornam um dos locais mais “sui generis” do território nacional. Ao percorrermos as suas ruas verifica-se o avançado estado de degradação do edificado, no entanto, nos últimos anos uma pequena percentagem destes edifícios têm sido reabilitados pelos seus proprietários. É um destes exemplos de reabilitação que é apresentado neste trabalho como um caso de estudo, efectuando-se uma descrição pormenorizada, desde o seu estado inicial de edifício devoluto e em degradação, suas patologias, a demolição dos pisos interiores e cobertura, a reabilitação efectuada, o reforço da estrutura e a sua interligação com o existente, a execução de novas alvenarias interiores e exteriores, e por fim, a análise do seu comportamento térmico. Esta proposta tem como objectivo realçar o estado de degradação do parque habitacional na Vila de Sintra ao nível das condições de habitabilidade, salubridade, estética e segurança, a sua repercussão na vida social e económica local, analisando os regimes jurídicos no âmbito da reabilitação urbana. Apresentando um caso específico de edifício reabilitado, promovendo a habitação, o comércio, e a fixação de pessoas, as fases desta reabilitação que serão mais interessantes, o comportamento estrutural e térmico, efectuando uma análise às situações existentes e propostas, a fim de se poder contribuir para a preservação um importante valor histórico disponível, o património arquitectónico desta Vila.

Projecto de estrutura metálica: análise de diferentes soluções estruturais

Neste trabalho faz-se uma análise comparativa de duas soluções para um pórtico metálico com travessas inclinadas. Nesta análise estrutural são utilizadas diversas ferramentas informáticas específicas. Com estas ferramentas procede-se à aplicação do método de cálculo por elementos finitos para este caso específico. Uma aplicação teórica do método energético é aplicada, procurando-se assim a validação dos resultados obtidos pelas aplicações informáticas. Com uma introdução teórica à mecânica dos materiais, procura-se a sustentação deste trabalho. A aplicação do Eurocódigo é efectuada em toda a extensão deste trabalho. Uma abordagem sobre este código e a sua aplicação é realizada. Para a definição de cargas a aplicar foi elaborada uma folha de cálculo numa aplicação informática de manipulação simbólica. È realizada uma análise comparativa entre um pórtico realizado com perfis de secção aberta e o mesmo pórtico com perfis de secção fechada. A distribuição de tensões ao longo do elemento estrutural é evidenciada através de diagramas. Os estados limite da estrutura são determinados.

Palácio de Monserrate: reabilitação estrutural dos torreões e criação da telha cerâmica romana monserrate

Esta dissertação baseia-se na compreensão de que se está perante um Monumento, património de Sintra e do País, indissociável da magia e do romantismo de uma região que se tornou símbolo de um país singular, de acordo com as cartas e convenções internacionais. O objectivo deste trabalho é elaborar um documento que possa ser utilizado no futuro como base de estudo para a resolução de casos práticos de reabilitação semelhantes ao que se apresenta e também promover uma aprendizagem sobre as técnicas de restauro e reforço de estruturas de madeira. Pretende-se contribuir também com conjunto de experiências profissionais sobre uma matéria que para o nosso País deverá ser cada vez mais tomada em consideração e conhecida. Tentou-se com este trabalho, e a partir da experiência profissional vivida como técnico responsável e colaborador da LNRibeiro Construções Lda. desenvolver a temática do reforço das estruturas de madeira em construções antigas, por se tratar de um material nobre e com propriedades comprovadas, ainda que pouco explorado e actualmente sujeito a preconceitos de utilização. No desenvolvimento da minha actividade regi-me sempre pelo profundo respeito ao Monumento, sua autenticidade e humildade na aprendizagem que este me ia transmitido.

Caracterização estrutural de infra-estruturas de transporte através de métodos de auscultação não destrutivos

A avaliação da capacidade de carga de infra-estruturas de transportes em serviço, tendo em vista a estimativa da vida residual e o eventual dimensionamento do reforço da estrutura, é realizada recorrendo cada vez mais a ensaios de carga não destrutivos. Esta metodologia permite depois, através de um processo de retroanálise, estabelecer um modelo de comportamento estrutural que reproduza, de forma tão próxima quanto possível, as condições reais da solicitação de tráfego e a resposta da infra-estrutura. Os métodos analíticos utilizados na avaliação estrutural consistem na verificação da capacidade de carga e estimativa da vida útil da estrutura, através de critérios que relacionam a acção do tráfego e os consequentes estados de tensão e de deformação induzidos nas camadas da estrutura e na fundação. O Deflectómetro de Impacto (FWD) e o Deflectómetro de Impacto Portátil (DIP) são, actualmente, dois dos equipamentos de uso mais generalizado para a realização de ensaios de carga. No presente trabalho é apresentado o estado de arte da avaliação da capacidade de carga de infra-estruturas de transportes, sendo efectuada uma descrição com maior pormenor do FWD e do DIP. São apresentados resultados de alguns estudos efectuados em Portugal e no mundo utilizando estes dois equipamentos. O caso de estudo apresentado nesta dissertação consiste na modelação estrutural de um trecho experimental de uma plataforma ferroviária, efectuada com base em ensaios de carga realizados com o FWD e DIP sobre a camada de sub-balastro granular. Neste contexto foi analisada a eficiência dos ensaios de carga e o grau de correlação entre os resultados obtidos pelos dois equipamentos.

Caracterização experimental e numérica do desempenho térmico de um edifício "gaioleiro": identificação de oportunidades de melhoria

O sector dos edifícios é responsável por uma percentagem significativa dos consumos de energia primária e de energia eléctrica em Portugal, associada principalmente ao conforto térmico dos seus ocupantes. A União Europeia pretende uma redução de 20%, até 2020, dos consumos de energia e consequentes emissões de CO2 através da melhoria da eficiência energética dos edifícios públicos e residenciais. Em Portugal, o Plano Nacional para a Eficiência Energética (PNAEE) tem por objectivo obter uma poupança anual de energia de pelo menos 1% até ao ano de 2016, tomando como base a média de consumos de energia final, registados entre 2001 e 2005. Neste contexto, os edifícios anteriores a 1990 (primeira versão do RCCTE) podem apresentar um potencial significativo de melhoria da sua eficiência energética com base na sua reabilitação. Os edifícios “Gaioleiros” (1880 – 1930) constituindo uma parte importante do património histórico da cidade de Lisboa, para os quais a informação sobre o seu desempenho térmico é limitada, considerou-se pertinente efectuar um estudo destinado à sua caracterização experimental e numérica, face à especificidade do comportamento térmico das suas paredes caracterizadas pela elevada espessura. No presente trabalho, apresenta-se a metodologia e os resultados experimentais da medição da resistência térmica das paredes e da medição das necessidades térmicas de aquecimento da habitação. Estes resultados experimentais foram utilizados na validação do modelo de simulação térmica da habitação, que posteriormente serviu para avaliar as suas necessidades térmicas de aquecimento (Nic) e de arrefecimento (Nvc), identificar oportunidades de melhoria e avaliar o respectivo potencial de reabilitação. Neste trabalho, como contributos para uma reabilitação sustentável, apresentam-se avaliações de oportunidades de melhoria com base em estratégias de reforço do isolamento térmico. Dos resultados obtidos concluiu-se que melhorando o isolamento térmico das paredes e vãos envidraçados é possível baixar consideravelmente os consumos de energia associados à habitação, cumprindo assim as exigências estabelecidas no RCCTE ao nível dos requisitos de qualidade térmica da envolvente e consumos energéticos para edifícios novos e grandes reabilitações.

Dynamic equilibrium through reinforcement learning

Reinforcement Learning is an area of Machine Learning that deals with how an agent should take actions in an environment such as to maximize the notion of accumulated reward. This type of learning is inspired by the way humans learn and has led to the creation of various algorithms for reinforcement learning. These algorithms focus on the way in which an agent’s behaviour can be improved, assuming independence as to their surroundings. The current work studies the application of reinforcement learning methods to solve the inverted pendulum problem. The importance of the variability of the environment (factors that are external to the agent) on the execution of reinforcement learning agents is studied by using a model that seeks to obtain equilibrium (stability) through dynamism – a Cart-Pole system or inverted pendulum. We sought to improve the behaviour of the autonomous agents by changing the information passed to them, while maintaining the agent’s internal parameters constant (learning rate, discount factors, decay rate, etc.), instead of the classical approach of tuning the agent’s internal parameters. The influence of changes on the state set and the action set on an agent’s capability to solve the Cart-pole problem was studied. We have studied typical behaviour of reinforcement learning agents applied to the classic BOXES model and a new form of characterizing the environment was proposed using the notion of convergence towards a reference value. We demonstrate the gain in performance of this new method applied to a Q-Learning agent.

Estimativa do recurso associado a um parque eólico e solução ótima de integração do parque numa rede elétrica do sudeste brasileiro

Um dos objetivos da presente dissertação consiste em estimar o recurso eólico num determinado local com base em dados de velocidade e direção de vento de outro local. Para esta estimativa, é utilizado um método que faz a extrapolação dos dados de vento do local onde as medições de velocidade e direção de vento foram realizadas para o local onde se quer estimar o recurso eólico, permitindo assim fazer uma avaliação da potência disponível que se pode obter para uma dada configuração de turbinas eólicas e tendo em consideração fatores topográficos tais como a rugosidade, orografia da superfície e também obstáculos em redor. Este método foi aplicado usando a ferramenta computacional, Wind Atlas Analysis and Aplication Program (WAsP), de modo a avaliar a potência média de um parque eólico na região de Osório, Brasil. O outro objetivo desta dissertação consiste no estudo e definição da melhor ligação do referido parque eólico à rede elétrica local. Para o efeito e após modelização da rede elétrica foram identificados os reforços de rede necessários na zona que irá receber a nova potência do parque eólico. No estudo em causa foram avaliadas quatro alternativas de ligação do parque eólico à rede. A escolha da melhor alternativa de ligação foi efetuada tendo por base uma análise de relação entre benefício de perdas da rede e custos de reforço da rede local.

Acompanhamento da construção da unidade de cuidados continuados de Juso, em Cascais

O presente Trabalho Final de Mestrado tem por objectivo descrever as actividades desenvolvidas durante a realização de um estágio curricular, no âmbito do Mestrado em Engenharia Civil, no Instituto Superior de Engenharia de Lisboa. A escolha de um estágio curricular relaciona-se com o interesse em aplicar o conhecimento académico adquirido no exercício da profissão na área da construção e reabilitação de edifícios, obtendo assim uma formação mais ampla e completa nesta área, essencial a uma melhor integração no mercado de trabalho. O estágio foi realizado na empresa Casais – Engenharia e Construção, S.A., durante um período de cinco meses, no qual foi possível acompanhar parte da construção da Unidade de Cuidados Continuados de Juso, em Cascais. Esta obra incluiu a reabilitação e ampliação de um edifício já existente. No relatório são descritas as actividades desenvolvidas, dando-se relevo aos processos construtivos utilizados, e chamando a atenção para os problemas encontrados e à forma como estes foram resolvidos, tendo em conta os recursos disponíveis, a legislação aplicável e as boas práticas construtivas.

Acompanhamento da construção de um edifício de escritórios: torre ocidente do centro comercial colombo

O presente relatório de estágio tenta traduzir quatro meses de estágio académico realizado na construção da Torre Ocidente do Centro Comercial Colombo expondo quer o trabalho realizado, quer as matérias analisadas e estudadas ao longo deste período. Este estágio foi cumprido no âmbito do Trabalho Final de Mestrado do curso de Engenharia Civil, no Instituto Superior de Engenharia de Lisboa. A empreitada poder-se-á dividir em duas partes distintas: o reforço do núcleo central da estrutura ao nível dos pisos previamente erigidos, sendo os seus elementos constituintes em betão armado; e a estrutura dita elevada, na qual o núcleo central tem o seu desenvolvimento até à cobertura do edifício, enquanto a periferia é constituída por vigas e pilares metálicos, em conjunto com lajes colaborantes. É, na sua essência, uma estrutura mista. Dado que ocorreu um período de aproximadamente 15 anos entre a construção do Centro Comercial e as torres, existiu a oportunidade de complementar e ajustar o comportamento estrutural das torres, reforçando desta forma o embasamento das mesmas. Este reforço consistiu na construção de novos elementos verticais (paredes), devidamente ligadas ao ensoleiramento geral da estrutura conjunta e dispostas de forma a conferir maior capacidade resistente ao efeito da acção sísmica. Embora o início da construção do esqueleto da estrutura elevada estivesse prevista para estar incluído no período de estágio, isso não se verificou. Foi contudo, analisado durante o seu período, o método construtivo a ser usado (pouco usual em Portugal para a construção de edifícios) e o projecto de estabilidade da mesma, assim como alguns dos elementos que a constituem. Está incluído também neste relatório, a descrição de trabalhos análogos ao âmbito do Trabalho Final de Mestrado executado ao longo do período de estágio.

Parte I: montagem do túnel pré-fabricado (Arco Techspan), localizado na variante do Cávado - Dolce Vita Braga: parte II: reabilitação e reparação das pontes sobre o rio Criz I e Criz II na E.N. 234

O presente relatório visa apresentar o trabalho desenvolvido pelo estagiário, na empresa Freyssinet -Terra Armada, SA. Este encontra-se dividido em 2 partes distintas. A primeira no âmbito da actividade Terra Armada, consistiu no acompanhamento da montagem do túnel pré-fabricado que estabelece a ligação entre a Rua C junto ao Centro Comercial Dolce Vita em Braga e a Variante do Cávado. A segunda no âmbito da actividade Freyssinet, consistiu no acompanhamento da obra de reabilitação e reforço estrutural de duas pontes denominadas de Criz I e Criz II, ambas localizadas na E.N.234 junto a Santa Comba Dão. A intensa ocupação dos terrenos em meio urbano leva cada vez mais ao estudo de novas soluções que permitem melhorar a circulação de pessoas e bens. Para restabelecer a ligação entre a Rua C e a Variante do Cávado a solução encontrada passou pela construção de um Túnel a céu aberto. Esta foi a melhor solução encontrada pois está prevista a intersecção de três vias denominadas de Variante do Cávado, Rua B e Rua D, todas relacionadas com os restabelecimentos de acesso ao empreendimento Dolce Vita Braga. Sobre as pontes de Criz I e Criz II recordamos que as mesmas foram projectadas em 1975 pelo Prof. Edgar Cardoso, tendo sido construídas no período que decorreu entre 1976 e 1979. Apesar de serem pontes recentes, estas apresentavam um avançado estado de deterioração o que levou à elaboração de um projecto específico de reparação e reforço estrutural e consequente intervenção, tendo sido adjudicadas à Freyssinet as intervenções concernentes ao reforço com Pré-Esforço, substituição de aparelhos de apoio e juntas de dilatação. O que mais adiante se detalhará no presente relatório será a explicação e descrição dos trabalhos executados em ambas as obras, onde foram aplicadas a tecnologia Terra Armada no primeiro caso e a tecnologia Freyssinet para o segundo caso.