Encurvadura de colunas mistas aço-betão segundo o Eurocódigo 4

A construção mista aço-betão é uma área da Engenharia Civil em constante actualização, oferecendo diversas vantagens face à construção em betão armado e metálica. Existem vários regulamentos que tratam este tema, destacando-se o Eurocódigo 4. No presente trabalho aborda-se a verificação à encurvadura de colunas mistas segundo esta norma, incluindo o método simplificado e o geral. São desenvolvidos dois programas de cálculo para a avaliação da resistência de secções mistas duplamente simétricas à flexão composta desviada. O primeiro considera que o comportamento dos materiais é rígido-plástico e o segundo elasto-plástico não-linear. Os programas são validados por comparação com resultados encontrados na bibliografia. Estes programas constituem uma ferramenta útil para Projectistas na avaliação da resistência deste tipo de secções. Estuda-se a modelação numérica de colunas mistas, pelo método dos elementos finitos, recorrendo aos programas Adina e Ansys. Para além de exemplos de validação, apresenta-se um estudo original de uma coluna parcialmente betonada, o qual permite extrair conclusões e recomendações relativamente à aplicação das disposições regulamentares do Eurocódigo 4.

Modelação não linear de estruturas metálicas e mistas em situação de incêndio no software OpenSees

Os incêndios em edifícios representam um fenómeno que pode ter consequências devastadoras quando não controlado, não só em termos de perdas de vidas humanas, como em termos económicos. No passado, a ocorrência de incêndios de grandes dimensões mostrou os efeitos do fogo descontrolado nos edifícios, assim como a ineficiência dos meios de segurança ativa ao fogo. Nas últimas duas décadas, estas questões motivaram o estudo e compreensão da ação dos incêndios nas estruturas dos edifícios. Neste trabalho estuda-se a modelação da ação do fogo em estruturas metálicas e mistas, com o objetivo de contribuir para a sua melhor caracterização. A presente tese foca-se na validação e compreensão da implementação de análises termo-mecânicas a estruturas mistas no software de elementos finitos OpenSees (Open System for Earthquake Engineering Simulation), contribuindo assim para futuros estudos, não só de análises de estruturas mistas sujeitas a incêndio, mas também de análises de estruturas mistas sujeitas a eventos consecutivos, como sismo seguido de incêndio. Neste trabalho é feita uma breve descrição do fenómeno fogo, assim como dos processos inerentes à dinâmica de um incêndio que constituem uma fonte de incerteza para a modelação de cenários de incêndio num edifício. Posto isto, são abordados alguns modelos de incêndios presentes nos Eurocódigos, assim como o recente modelo de fogos móveis(“Travelling fires”). São realizados exemplos de aplicação no software e dois casos de estudo. O primeiro consiste na modelação de dois ensaios ao fogo realizados na Alemanha em 1986 em estruturas metálicas à escala 1/4. O segundo consiste na modelação de um ensaio ao fogo a uma viga de betão armado simplesmente apoiada, realizado no Instituto Superior Técnico em 2010. Os modelos numéricos desenvolvidos no OpenSees contabilizam as não linearidades físicas e geométricas, com elementos finitos de plasticidade distribuída e com uma formulação baseada em deslocamentos. Os resultados numéricos são então comparados com os experimentais, de modo a validar as análises termo-mecânicas no OpenSees.

Vigas de GFRP reforçadas com ligas de memória de forma

Os materiais poliméricos reforçados com fibras (FRP – Fiber Reinforced Polymer) apresentam grande potencial de aplicações na Engenharia Civil. A sua utilização aumentou consideravelmente nas duas últimas décadas, em virtude das vantagens em relação aos materiais tradicionais, como a leveza, elevada resistência e boas propriedades de isolamento. Todavia, o conhecimento e investigação a cerca destes materiais compósitos é insuficiente, limitando as suas aplicações práticas. A perda das propriedades exibidas por este tipo de materiais, quando sujeitos a temperaturas próximas da temperatura de transição vítrea (

Análise de verificações indirectas do EC2 para a deformação de lajes e vigas

O presente trabalho tem como objetivo avaliar os limites de esbelteza preconizados nos regulamentos e normas utilizados em Portugal relativamente ao estado limite de deformação. Serão comparados diretamente para os mesmos vãos, os conceitos de verificação indireta de deformação do Regulamento de Estruturas de Betão Armado e Pré-esforçado (REBAP) e do Eurocódigo 2: Parte 1–1 (EC2-1-1), para lajes e vigas. Inicialmente será efetuado um estudo académico paramétrico, onde são avaliadas as flechas verticais em serviço para diferentes vãos, condições de apoio e geometria em planta. São comparados inicialmente os valores das flechas para análises lineares, usando as tabelas de Bares e modelos de elementos finitos com o software comercial SAP2000, de maneira a validar o modelo. De seguida são aplicados os métodos simplificativos de cálculo de flechas a longo prazo usando os ábacos do Comité Euro-International du Béton (CEB). Estes valores são depois comparados com as análises fisicamente não lineares em estado fendilhado a longo prazo com o SAP2000. O objetivo principal é portanto estabelecer comparações entre os dois métodos de análise pretendendo-se mostrar que a modelação com elementos finitos conduz a valores de deformações inferiores ao cálculo analítico permitindo uma maior economia no dimensionamento de elementos estruturais. Para finalizar é apresentado um manual de utilizador com o intuito de auxiliar o processo de modelação de elementos estruturais com elementos finitos não lineares utilizando o programa referido.

Modelação não-linear do comportamento de vigas-parede

Com a evolução dos recursos computacionais e o desenvolvimento dos modelos constitutivos disponíveis na avaliação do comportamento estrutural de elementos de betão armado, é comum recorrer-se cada vez mais a modelos numéricos que consideram a não-linearidade física e geométrica. As simulações numéricas obtidas com recurso a este tipo de modelos computacionais permitem obter um historial completo do comportamento estrutural, desde o início da aplicação do carregamento, até ao colapso total da estrutura. Contudo, verifica-se que em zonas de descontinuidade geométrica em estruturas de betão armado, a evolução do padrão de fendilhação é um fenómeno relativamente complexo, cuja simulação numérica representa um desafio considerável. O objectivo deste trabalho é o de verificar a aplicabilidade do Método dos Elementos Aplicados no estudo do desenvolvimento do padrão de fendilhação em paredes de betão armado, solicitadas por um carregamento monotónico. Foi analisado um conjunto de dez paredes, todas com uma abertura que provoca uma zona de descontinuidade geométrica e, consequentemente, um padrão de fendilhação mais complexo. Cada parede tem uma pormenorização de armadura diferente, permitindo verificar a fiabilidade do modelo computacional. Os resultados numéricos foram comparados com ensaios experimentais realizados por Bounassar Filho [8], permitindo tirar conclusões sobre as vantagens e as limitações deste método, quando aplicado ao estudo de estruturas de betão armado solicitadas por cargas monotónicas.

Reforço de vigas de betão armado com armaduras exteriores de FRP

A presente dissertação vem no seguimento dos estudos realizados no Departamento de Engenharia Civil da Universidade Nova de Lisboa sobre o reforço à flexão de vigas de betão armado com compósitos de CFRP (compósitos reforçados com fibras de carbono). Numa primeira fase deste trabalho foram estudadas e desenvolvidas duas novas técnicas de reforço de vigas à flexão com laminados de CFRP, às quais foram atribuídas as designações de Externally Bonded Reinforcement Anchorage (EBRA) e Horizontal Near Surface Mounted Reinforcement (HNSMR). Estes sistemas de reforço foram estudados e testados em cinco vigas de betão armado de secção transversal em T, as quais foram levadas à rotura através de ensaios à flexão tendo em conta um sistema de aplicação de carga em quatro pontos. Para diferentes historiais de carregamento (monotónicos e cíclicos) foram analisados diversos parâmetros relacionados com a capacidade de mobilização da resistência à tração dos elementos de reforço, resistência máxima dos sistemas, ductilidade dos mesmos e eficiência destes perante situações de serviço. Com isto, realizou-se um estudo comparativo entre o desempenho destes sistemas de reforço e o de duas outras técnicas já estudadas, nomeadamente, os sistemas Externally Bonded Reinforcement (EBR) e Near Surface Mounted Reinforcement (NSMR). Como complemento deste trabalho desenvolveu-se também um programa de cálculo em MATLAB, capaz de simular o problema em estudo através de um modelo numérico de análise não-linear de secções. A representatividade dos dados obtidos pelo modelo numérico foi verificada posteriormente através de uma análise comparativa entre estes e os valores experimentais obtidos.

Modelos para a quantificação da deformação em vigas de betão armado

Na presente dissertação estudaram-se diferentes métodos de cálculo usados para a determinação da deformação (curvatura, rotação, extensão e flecha) em vigas de betão armado. Estudou-se o método de cálculo dito “exato”, método de integração numérica, e comparou-se os resultados obtidos por este método com aqueles ditos simplificados, dos quais se dá particular destaque ao método da secção determinante. Apresenta-se também uma análise comparativa de resultados experimentais obtidos em laboratório com os resultados teóricos, obtidos pela aplicação do método de integração numérica. Estudou-se igualmente a influência que certos parâmetros, como é o caso da fendilhação, fluência, retração e resistência à compressão do betão, têm na deformação de vigas de betão armado. O estudo da deformação foi efetuado considerando três tipos de secção: retangular, em T e em I. Por último o autor implementou um programa de cálculo em VBA Excel com o objetivo de quantificar os parâmetros da deformação em vigas de betão armado com secções: retangular, em T e em I, pela aplicação do método de integração numérica, de acordo com a norma EN 1992-1-1.

Classificação mecânica não destrutiva em vigas de madeiras tropicais

Neste trabalho, verificou-se o nível de correlação entre o parâmetro destrutivo -módulo de ruptura (MOR) e osnão destrutivos - módulo de elasticidade e massa específica aparente (MOE, ME) para tres espécies de madeiras tropicais - Parklia sp. (Pinho Cuiabano, Parícã) ,Vochysua sp. (Cambara, Quaruba) e Hgmenaea sp.(Jatobá), através da técnica de regressão linear. 0 objetivo principal deste trabalho foi a determinação de uma equação de prognose da resistência (MOR), com base nos parâmetros não destrutivos (MOE, ME), que possibilitasse a elaboração de classes de esforços para classificação de madeiras para fins estruturais. Entre as equações testadas, a que apresentou melhor correlacão foi aquela combinando as variáveis independentes - MOE e ME. No entanto, face à sua praticidade, a equação escolhida como modelo estimador da resistência foi: MOR = 0,0061 Mb (P) - 11,43816, com o coeficiente de correlação de 0,79 sendo Mb (P), módulo de elasticidade a diferentes cargas por espécies aplicadas no ponto central de uma das faces maiores da viga. foram elaboradas para cada espécie, classes de esforços com base nos valores médio e desvio padrão dos módulos de elasticidade das amostras livres de defeitos. O resultado da distribuição das vigas com defeitos dentro das classes estabelecidas foi considerado satisfatório.

Avaliação de vigas de madeira de Castanho tendo por base a classificação visual e ensaios não destrutivos

Dissertação de mestrado Internacional em Sustentabilidade do Ambiente Construído

Reforço ao corte de vigas de betão armado com compósitos de CFRP: valores experimentais vs valores analíticos

Dissertação de mestrado integrado em Engenharia Civil

Bases de trabalho para a avaliação do ciclo de vida de vigas em betão armado reforçadas com laminados de CFRP de acordo com as técnicas EBR e NSM

Dissertação de mestrado integrado em Engenharia Civil

Fendas de secagem em vigas de madeira: causas, efeitos na capacidade resistente e métodos de reparação

Dissertação de mestrado integrado em Engenharia Civil

Caracterização ácido-base da superfície de espécies mistas da alga Spirulina através de titulação potenciométrica e modelo de distribuição de sítios discretos

Acid base properties of mixed species of the microalgae Spirulina were studied by potentiometric titration in medium of 0.01 and 0.10 mols L-1 NaNO3 at 25.0±0.10 C using modified Gran functions or nonlinear regression techniques for data fitting. The discrete site distribution model was used, permitting the characterization of five classes of ionizable sites in both ionic media. This fact suggests that the chemical heterogeneity of the ionizable sites on the cell surface plays a major role on the acid-base properties of the suspension in comparison to electrostatic effects due to charge-charge interactions. The total of ionizable sites were 1.75±0.10 and 1.86±0.20 mmolsg-1 in ionic media of 0.01 and 0.10 mols L-1 NaNO3, respectively. A major contribution of carboxylic groups was observed with an average 34 and 22% of ionizable sites being titrated with conditional pcKa of 4.0 and 5.4, respectively. The remaining 44% of ionizable sites were divided in three classes with averaged conditional pcKa of 6.9, 8.7 and 10.12, which may be assigned respectively to imidazolic, aminic, and phenolic functionalities.

Formação de micelas mistas entre o sal biliar colato de sódio e o surfactante aniônico dodecanoato de sódio

Mixed-micelle formation between sodium chlolate (NaC) and the anionic surfactant sodium dodecanoate (SDoD) in Tris-HCl buffer solutions, pH 9.00, varying the molar fraction of the surfactants, was investigated by means of electrical conductivity and steady-state fluorescence of pyrene. The critical micelar concentration (cmc) was measured from the equivalent conductance versus the square root of the molar surfactant concentration plots and the regular solution theory (RST) was used to predict the mixing behavior. The I1/I3 pyrene ratio-surfactant concentration plots were used as an additional technique to follow the behavior and the changes in the micropolarity of the mixed micelles.

Avaliação experimental de vigas com emendas de topo coladas com cobrejuntas de madeira de eucalipto

Este trabalho teve como objetivos construir, testar e avaliar o comportamento de vigas de madeira de eucalipto com emendas de topo ligadas por cobrejuntas inteiramente colados com adesivo resorcinólico e compará-las com o comportamento de vigas maciças feitas do mesmo material. Para isso, obteve-se um lote de madeira de Eucalyptus grandis seca em estufa. Realizou-se a caracterização completa da madeira de acordo com a norma NBR7190/97. Protótipos menores das vigas foram construídos a partir de tábuas retiradas ao acaso com as dimensões de 10 cm de largura, 3 cm de espessura e 170 cm de comprimento nas testemunhas e 85 cm nas duas partes da alma das vigas a serem coladas com cobrejuntas compostas por tábuas de 35 e 43 cm de comprimento e 1,5 cm de espessura. Essas vigas com 160 cm de vão foram ensaiadas até a ruptura. Concluiu-se que a melhor configuração foi o cobrejunta que ocupava 25% da superfície lateral das tábuas. As vigas de tamanho real foram construídas com tábuas de 20 cm de largura, 6 cm de espessura e 420 cm de comprimento nas testemunhas e duas tábuas com 210 cm de comprimento e mesma espessura e largura nas vigas com emendas. Estas apresentaram excelente desempenho em termos de resistência, em alguns casos, superando a resistência da viga-testemunha. Quanto à rigidez, o desempenho foi considerado adequado, já que os deslocamentos das vigas com cobrejuntas foram em média 20% inferiores aos da viga-testemunha submetida a uma mesma magnitude de carga, o que as proporciona melhor desempenho estrutural.