Reliability analysis of deep excavation based on a semi-empirical approach

The design and construction of deep excavations in urban environment is often governed by serviceability limit state related to the risk of damage to adjacent buildings. In current practice, the assessment of excavation-induced building damage has focused on a deterministic approach. This paper presents a component/system reliability analysis framework to assess the probability that specified threshold design criteria for multiple serviceability limit states are exceeded. A recently developed Bayesian probabilistic framework is used to update the predictions of ground movements in the later stages of excavation based on the recorded deformation measurements. An example is presented to show how the serviceability performance for excavation problems can be assessed based on the component/system reliability analysis. © 2011 ASCE.

Effect of serviceability limits on optimal design of steel portal frames

The design of hot-rolled steel portal frames can be sensitive to serviceability deflection limits. In such cases, in order to reduce frame deflections, practitioners increase the size of the eaves haunch and / or the sizes of the steel sections used for the column and rafter members of the frame. This paper investigates the effect of such deflection limits using a real-coded niching genetic algorithm (RC-NGA) that optimizes frame weight, taking into account both ultimate as well as serviceability limit states. The results show that the proposed GA is efficient and reliable. Two different sets of serviceability deflection limits are then considered: deflection limits recommended by the Steel Construction Institute (SCI), which is based on control of differential deflections, and other deflection limits based on suggestions by industry. Parametric studies are carried out on frames with spans ranging between 15 m to 50 m and column heights between 5 m to 10 m. It is demonstrated that for a 50 m span frame, use of the SCI recommended deflection limits can lead to frame weights that are around twice as heavy as compared to designs without these limits.

Optimal design of cold-formed steel portal frames for stressed-skin action using genetic algorithm

This paper describes a stressed-skin diaphragm approach to the optimal design of the internal frame of a cold-formed steel portal framing system, in conjunction with the effect of semi-rigid joints. Both ultimate and serviceability limit states are considered. Wind load combinations are included. The designs are optimized using a real-coded niching genetic algorithm, in which both discrete and continuous decision variables are processed. For a building with two internal frames, it is shown that the material cost of the internal frame can be reduced by as much as 53%, compared with a design that ignores stressed-skin action.

Optimal design of long-span steel portal frames using fabricated beams

This paper considers the optimal design of fabricated steel beams for long-span portal frames. The design optimisation takes into account ultimate as well as serviceability limit states, adopting deflection limits recommended by the Steel Construction Institute (SCI). Results for three benchmark frames demonstrate the efficiency of the optimisation methodology. A genetic algorithm (GA) was used to optimise the dimensions of the plates used for the columns, rafters and haunches. Discrete decision variables were adopted for the thickness of the steel plates and continuous variables for the breadth and depth of the plates. Strategies were developed to enhance the performance of the GA including solution space reduction and a hybrid initial population half of which is derived using Latin hypercube sampling. The results show that the proposed GA-based optimisation model generates optimal and near-optimal solutions consistently. A parametric study is then conducted on frames of different spans. A significant variation in weight between fabricated and conventional hot-rolled steel portal frames is shown; for a 50 m span frame, a 14–19% saving in weight was achieved. Furthermore, since Universal Beam sections in the UK come from a discrete section library, the results could also provide overall dimensions of other beams that could be more efficient for portal frames. Eurocode 3 was used for illustrative purposes; any alternative code of practice may be used.

Projecto de execução de um viaduto ferroviário em betão armado e pré-esforçado

Trabalho de Projecto para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Civil na Área de Especialização de Estruturas

Projecto de fundações e estrutura de um edifício

Trabalho de Projecto para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Civil na Área de Especialização de Estruturas

Projeto de fundações e estrutura de colégio em Ponta Delgada utilizando os eurocódigos estruturais

Trabalho de Projeto para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Civil na Área de Especialização em Estruturas

Projecto de fundações e estrutura de um edifício de habitação utilizando os eurocódigos estruturais

Trabalho de Projecto para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Civil Perfil Estruturas

Projecto de fundações e estrutura de um edifício de escritórios utilizando os eurocódigos estruturais

Trabalho Final de Mestrado para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Civil na Área de Especialização de Estruturas

Dimensionamento sísmico de um edifício de betão armado segundo os eurocódigos: verificação segundo o eurocódigo 8 parte 3

Trabalho de Dissertação de Natureza Científica para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Civil

Verificação da segurança à ação sísmica da estrutura de um colégio em Ponta Delgada utilizando o Eurocódigo 8 - parte 3

Dissertação para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Civil na Área de Especialização em Estruturas

Projeto de estrutura variante de um edifício de habitação na zona de Lisboa

Trabalho de Projeto para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Civil na Área de Especialização de Estruturas

Diagnóstico e avaliação da segurança de estruturas de madeira existentes

A utilização da madeira enquanto material estrutural é um aspeto abordado com algum receio ou até desconhecimento por parte dos elementos intervenientes no processo de construção civil, sendo ainda uma área pouco lecionada e muitas vezes excluída dos planos curriculares em Engenharia Civil. Assim sendo é importante o surgimento de trabalhos relacionados com esta matéria, relembrando ao sector da construção civil e ao ramo de estudo relacionado, que a madeira já teve e possivelmente voltará a ter um papel importante a desempenhar na área da construção. Um dos aspetos evidenciados nos estudos realizados consiste na importância da reabilitação de edifícios e do seu papel cada vez mais determinante na sociedade. Esta metodologia de intervenção apresenta-se muitas vezes como uma vantagem económica assim como contribui para a preservação do património arquitetónico e cultural, cujo valor histórico é incalculável. A importância da reabilitação de edifícios habitacionais nas zonas históricas, bem como de monumentos de grande importância cultural apresenta-se cada vez mais como um desafio devido à falta de conservação dos mesmos ao longo da sua vida útil, e da necessidade de preservar a identidade do local, beneficiando assim a qualidade do tecido urbano. Assim sendo, este trabalho apresenta um levantamento dos danos possíveis de ocorrer em elementos de madeira, dando especial destaque aos agentes patológicos e às consequências da sua atividade na madeira assim como às metodologias de inspeção e diagnóstico que poderão ser aplicadas em estruturas de madeira existentes, favorecendo assim a vertente da reabilitação ao invés da demolição. Estas metodologias recorrem a ensaios não destrutivos, como é exemplo o Pilodyn, o Resistógrafo, o Ultra-sons, etc., referindo também o recurso a ensaios destrutivos, cuja utilização terá de ser uma questão muito bem ponderada devido às consequências que implica. Por fim, apresenta-se um caso real de estudo em que se analisa um pavimento em madeira através da aplicação de metodologias de ensaio não destrutivas e destrutivas a amostras recolhidas. O objetivo será determinar o estado de conservação da madeira e algumas características físicas tais como a sua densidade e os módulos de elasticidade, sendo posteriormente efetuada uma análise estrutural. Os resultados obtidos permitem efetuar uma avaliação qualitativa do estado geral do pavimento sendo as principais conclusões que o pavimento se encontra atacado por parte de insetos xilófagos e apresenta problemas a nível de verificação a estados limite de utilização, deformação e vibração, fator que condiciona a possível utilização do pavimento.

Projeto de execução de um viaduto rodoviário em betão armado pré-esforçado

Trabalho de Projeto para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Civil