Método dos elementos aplicados na simulação numérica do arrancamento de armaduras

Uma das propriedades do betão armado que foi alvo de maior número de estudos, ao longo dos tempos, é a aderência. Esta é uma das propriedades mais importantes a considerar na construção, pois dela depende o desempenho e estabilidade de uma estrutura. Dada a sua importância, a aderência é a propriedade do betão armado mais estudada ao longo do tempo. A complexidade inerente a esta propriedade torna difícil de compreender e prever o comportamento estrutural. Esta dissertação pretende analisar a capacidade do Método dos Elementos Aplicados em simular o ensaio de arrancamento directo e de reproduzir modos de rotura. Este ensaio, denominado de pull-out test, estuda a aderência entre três materiais: o aço, o betão e o grout. Vários tipos de ligações, com diferentes modos de rotura, são simulados e comparados com um ensaio experimental referido na revisão bibliográfica. Assim, recorrer-se-á ao programa Extreme Loading for Structures, que tem como base o Método dos Elementos Aplicados. Através de uma análise de sensibilidade foi possível calibrar as propriedades dos diferentes elementos e das interfaces entre o betão, aço e grout, de modo a viabilizar o cálculo da força crítica das ligações e reproduzir os modos de rotura observados experimentalmente. Este trabalho pretende dar uma contribuição ao conhecimento no âmbito da simulação numérica, em relação a este tipo de ligações, e ajudar à criação de modelos numéricos fiáveis e eficientes de fácil e rápida execução. Esta dissertação permite concluir que o Método dos Elementos Aplicados, apresenta-se como uma boa solução para o estudo deste tipo de ligações. Os resultados numéricos tiveram uma boa aproximação dos resultados experimentais. Em conformidade com a análise experimental, as ligações com bainha de pré-esforço e comprimento de embebimento a partir de 15 cm são as que melhor desempenho têm ao nível da resistência.

Determinação de comprimentos de encurvadura de pilares-estaca

O trabalho desenvolvido na presente dissertação tem como principal objetivo a determinação da carga crítica e do respetivo comprimento de encurvadura de pilares-estaca, contemplando diversos casos de estudo. São efetuadas duas abordagens ao problema de forma a poder realizar estudos comparativos das metodologias adotadas. O primeiro tipo de análise é baseado no método de Elementos Finitos; o segundo tipo de análise é efetuado com base no programa de cálculo automático SAP2000, utilizando elementos de barra. Para resolução do problema em questão, comum em pilares de pontes ou viadutos em betão armado, considera-se comportamento elástico do material do pilar e do solo onde este se encontra implantado, admitindo um modelo de fundação de Winkler. Primeiramente, são apresentados os fundamentos teóricos que suportam o tema da dissertação de forma a dar ao leitor um enquadramento de vários aspetos inerentes a fenómenos de instabilidade estrutural. Em seguida, descreve-se a metodologia adotada para análise do problema. Finalmente são apresentados casos de estudo retirados de um projeto realizado num viaduto. Nesses casos, são analisados pilares com geometrias diferenciadas, quer na direção longitudinal quer na direção transversal.

Punçoamento cíclico de lajes fungiformes com armadura específica

Neste trabalho apresenta-se o estudo experimental desenvolvido com o intuito de analisar o comportamento de lajes fungiformes maciças com armadura específica de punçoamento solicitadas por carregamentos horizontais cíclicos. Foram analisados três modelos de laje fungiforme correspondentes a uma ligação lajepilar interior. Em dois dos modelos foram instaladas armaduras de punçoamento na forma de estribos fechados e o restante modelo foi utilizado como modelo de referência, não incluindo qualquer armadura de punçoamento. Todos os modelos foram sujeitos a uma carga gravítica que corresponde a 50% da carga de rotura prevista pelo EC2 e a um carregamento horizontal cíclico com intensidade crescente até se atingir a rotura por punçoamento do modelo. A armadura específica de punçoamento utilizada é do tipo estribo fechado, com pormenorização semelhante entre modelos, sendo o parâmetro diferenciador a quantidade de armadura específica instalada. Os resultados experimentais são analisados quanto à carga e modo de rotura, deformação dos modelos, extensões verificadas nas armaduras (longitudinal e específica) e comportamento histerético dos modelos. Os valores das cargas de rotura obtidos são comparados com os previstos pelo EC2, ACI318M-11 e MC2010. A capacidade de deformação lateral dos modelos é comparada com os requisitos impostos pelo SEI/ASCE 7-10.

A influência da redistribuição de esforços na resistência ao punçoamento de lajes fungiformes

Este trabalho foi desenvolvido devido à necessidade de entender melhor a função da armadura longitudinal relativa à resistência ao punçoamento; de saber se existe redistribuição de momentos, e se esta tem um papel importante face ao punçoamento. Poucos autores estudaram este assunto, sendo que a maioria dos trabalhos realizados utilizam métodos numéricos. Nesta dissertação foram produzidos dois modelos de laje experimentais de dimensões 1,85x4,15x0,15 m3. Estes modelos diferenciam-se um do outro na sua armadura longitudinal. Um deles possui uma maior concentração de armadura superior na zona do apoio, e o outro uma maior concentração de armadura inferior a meio vão. O ensaio consiste na aplicação de uma carga vertical monotónica. A particularidade desta dissertação reside no sistema de ensaio utilizado nos modelos. Este garante as condições de fronteiras, estáticas e cinemáticas, definidas para uma laje fungiforme. Durante os ensaios recolheram-se valores de diversas grandezas, nomeadamente deslocamentos, extensões, inclinações e forças. Estes valores foram tratados e analisados de forma a obter conclusões relativas à evolução das deformações, à variação da extensão das armaduras, assim como das inclinações e momentos positivos e negativos, dos modelos testados. As cargas de rotura obtidas foram comparadas com as previstas pelo EC2, ACI 318-11 e Model Code.

Estudo experimental e numérico sobre o comportamento de vigas mistas com conector Crestbond

Nesta comunicação apresenta-se um estudo sobre vigas mistas em aço e betão onde se utilizam conectores do tipo Crestbond contínuos para estabelecer a ligação entre a viga metálica e a laje de betão e garantir o funcionamento misto entre estes dois elementos. Apresentam-se os resultados de ensaios numéricos e experimentais obtidos em vigas mistas de aço e betão realizadas com conectores Crestbond, na Universidade do Minho. Os provetes consistem numa viga metálica IPE200 com um conector CR40 R10 contínuo, posicionado sobre o banzo superior da viga e soldado em todo o seu desenvolvimento, e uma laje betão armado com secção transversal de 0.40×0.10 m2. Os provetes apresentam um vão de 3.0 m e um comprimento total de 3.2 m. O modelo numérico foi desenvolvido no software Atena 3D.

Segurança contra incêndios na reabilitação sustentável de edifícios antigos

Dissertação de mestrado em Construção e Reabilitação Sustentáveis

Shear strengthening of reinforced concrete beams with SHCC-FRP panels

Tese de Doutoramento em Engenharia Civil

A ação combinada da carbonatação e dos cloretos: avaliação do coeficiente de difusão de cloretos em betões carbonatados

Dissertação de mestrado Internacional em Sustentabilidade do Ambiente Construído

Durabilidade de colagens estruturais em elementos de madeira

Dissertação de mestrado integrado em Engenharia Civil

Comportamento acústico de blocos de terra compactada ativados alcalinamente

Dissertação de mestrado integrado em Engenharia Civil

Comportamento Sísmico dos Edifícios Caracterização Sísmica dos Edifícios

A deficiência de muitas construções no que diz respeito à sua resistência sísmica no mundo despertou-se o interesse do autor em abordar os problemas de dimensionamento sísmico, concepção e da construção em Cabo Verde. A gravidade do risco sísmico hoje em dia obriga de uma certa forma aos projectistas a melhorar as técnicas de dimensionamento sísmico e da sua concepção. Cabo verde historicamente não tem nenhum registo de casos de sismo alarmante mas possui registo de sismo embora de fraca magnitude. Em cabo verde os edifícios na sua maioria não são dimensionados pela acção sísmica, o que levou ao autor fazer neste trabalho, uma análise sísmica dos edifícios em betão armado, onde teve que simular um edifício construída numa zona sísmica na ilha da Brava, por ser a ilha mais sísmica em Cabo Verde. O método de cálculo utilizado foi o de Rayleigh, com ajuda dum programa Sap2000, baseado no regulamento de Cabo Verde (RASE), que entrará brevemente em vigor.

Estudo dos betões utilizados na materialização do Muro-Cortina e dos Caixotões da obra “Expansão e Modernização do Porto da Praia – Fase 2”

Nos últimos anos, tem-se verificado uma grande preocupação por parte dos profissionais da construção civil em relação ao fraco desempenho das estruturas de betão. Estudos apontam que uma das causas é a má qualidade do betão. Por isso, a maioria das evoluções registadas neste material esteja ligada à qualidade e durabilidade. Cada vez mais, pretende-se construir estruturas de betão com qualidade e que sejam duráveis, por isso, a composição e as técnicas de produção do betão tem merecido uma importância crescente para atingir tal fim, uma vez que, elas influenciam directamente a qualidade e durabilidade do betão e, consequentemente, das estruturas. Neste trabalho, fala-se do betão como um material de construção de grande relevância e importância no ramo da construção civil. Primeiramente, se debruça sobre os conceitos básicos relacionado ao assunto em questão, em seguida são apresentados fundamentos que evidenciam a sua importância no sector da construção civil e lhe asseguram como um dos materiais mais utilizados na construção. São descritas as suas características, propriedades, factores que influenciam a sua qualidade e alguns princípios a ter em conta quando se pretende atingir a sua qualidade. Por último, foi realizado um estudo prático sobre os betões utilizados na obra “Expansão e Modernização do porto da Praia – Fase 2”, mais concretamente, os betões utilizados na execução do Muro cortina e dos Caixotões, desde da sua composição até ao processo de produção e colocação do betão em obra. Os resultados do estudo são apresentados e analisados sendo retiradas algumas considerações finais. Segundo Eng. Jorge Patos, citado por Martins, A. (2011), falar ou escrever sobre a temática do betão significa abordar um assunto sobre o qual por mais que se saiba e estude, mais fica por saber e investigar.

Estudo dos betões utilizados na materialização do Muro-Cortina e dos Caixotões da obra “Expansão e Modernização do Porto da Praia – Fase 2”

Nos últimos anos, tem-se verificado uma grande preocupação por parte dos profissionais da construção civil em relação ao fraco desempenho das estruturas de betão. Estudos apontam que uma das causas é a má qualidade do betão. Por isso, a maioria das evoluções registadas neste material esteja ligada à qualidade e durabilidade. Cada vez mais, pretende-se construir estruturas de betão com qualidade e que sejam duráveis, por isso, a composição e as técnicas de produção do betão tem merecido uma importância crescente para atingir tal fim, uma vez que, elas influenciam directamente a qualidade e durabilidade do betão e, consequentemente, das estruturas. Neste trabalho, fala-se do betão como um material de construção de grande relevância e importância no ramo da construção civil. Primeiramente, se debruça sobre os conceitos básicos relacionado ao assunto em questão, em seguida são apresentados fundamentos que evidenciam a sua importância no sector da construção civil e lhe asseguram como um dos materiais mais utilizados na construção. São descritas as suas características, propriedades, factores que influenciam a sua qualidade e alguns princípios a ter em conta quando se pretende atingir a sua qualidade. Por último, foi realizado um estudo prático sobre os betões utilizados na obra “Expansão e Modernização do porto da Praia – Fase 2”, mais concretamente, os betões utilizados na execução do Muro cortina e dos Caixotões, desde da sua composição até ao processo de produção e colocação do betão em obra. Os resultados do estudo são apresentados e analisados sendo retiradas algumas considerações finais. Segundo Eng. Jorge Patos, citado por Martins, A. (2011), falar ou escrever sobre a temática do betão significa abordar um assunto sobre o qual por mais que se saiba e estude, mais fica por saber e investigar.

Investigação dos efeitos de temperaturas elevadas em reforços estruturais com tecidos de fibra de carbono

A necessidade cada vez maior de efetuar a reabilitação de estruturas que apresentam manifestações patológicas faz com que os profissionais da área busquem continuamente aperfeiçoar os meios tradicionais utilizados para este fim e investigar novos materiais que apresentem vantagens técnicas e econômicas. A utilização de tecidos de fibra de carbono para reabilitação ou reforço de estruturas de concreto armado apresenta-se como uma nova alternativa que tem despertado grande interesse tanto no meio científico quanto no meio profissional, justificando-se o seu estudo. A presente pesquisa investiga a sanidade do reforço quando submetido a elevadas temperaturas, uma vez que o risco de perda da integridade durante um incêndio constitui uma das principais preocupações no que se refere a esta nova técnica, pois a aderência do tecido ao substrato é realizada com adesivo epóxi, altamente vulnerável ao efeito do calor. A degradação em termos de perda de resistência do reforço é avaliada para temperaturas variando de 80 °C à 240 °C e tempos de exposição de 30 à 120 min. Proteções passivas com argamassa de revestimento e gesso aplicadas sobre a matriz de epóxi, como forma de atenuar a degradação do polímero, são também investigadas Pesquisas e várias combinações destas variáveis e os resultados indicam que o adesivo epóxi apresenta um processo de volatilização crescente com o aumento da temperatura, comprometendo a eficácia da técnica de reforço; no entanto, a aplicação de revestimentos incombustíveis e isolantes sobre os elementos reforçados retarda este fenômeno. O estabelecimento do que se constitui em boa técnica para a aplicação de reforço com tecidos de fibra de carbono é de vital importância para evitar o colapso de elementos estruturais reforçados ou, ao menos, garantir estanqueidade e isolamento dos mesmos por um intervalo de tempo suficiente que possibilite a retirada dos ocupantes e as operações de combate ao incêndio em condições de segurança.

Influência da adição de sílica ativa, relação água/aglomerante, temperatura e tempo de cura no coeficiente de difusão de cloretos em concretos

Devido aos elevados custos com manutenção e reparo de estruturas de concreto armado, há uma preocupação crescente com sua durabilidade. Entre os principais agentes de degradação da estrutura por corrosão de armadura encontra-se o íon cloreto, que pode ser incorporado ao concreto ou difundir-se através da camada de cobrimento até a armadura. Neste caso é importante que o concreto dificulte ou impeça a penetração do agente agressivo até a armadura, adequando-se às condições de permeabilidade necessárias ao material. Existem diversas formas de alterar a estrutura interna do concreto e, conseqüentemente, a difusão de cloretos para o seu interior. Este trabalho refere-se ao estudo do comportamento da difusão de cloretos em diferentes concretos variando a relação água/aglomerante, teor de adição de sílica ativa, temperatura e tempo de cura. Desta forma utilizou-se o ensaio acelerado de penetração de cloretos (ASTM C 1202) e migração de cloretos (ANDRADE, 1993), avaliando os concretos quanto à resistência à penetração de íons. Os resultados indicaram que a difusão de cloretos diminui em até 70% com o decréscimo da relação água/aglomerante de 0,75 para 0,28, em até 60% com o aumento do teor de sílica ativa utilizado (até 20%), e reduz em até 50% com o aumento da temperatura de exposição (5o C para 40o C) durante a cura e com a evolução da idade avaliada de 7 a 91 dias.