Creep deflection of low-strength reinforced concrete flexural members strengthened with carbon fiber composite sheets

The low-strength concrete is defined as a concrete where the compressive cubic strength is less than 15 MPa. Since the beginning of the last century, many low-strength concrete buildings and bridges have been built all over the world. Being short of deeper study, composite sheets are prohibited in strengthening of low-strength reinforced concrete members (CECS 146; ACI 440). Moreover, there are few relevant information about the long-term behavior and durability of strengthened RC members. This fact undoubtedly limits the use of the composite materials in the strengthening applications, therefore, it is necessary to study the behaviours of low-strength concrete elements strengthened with composite materials (FRP) for the preservation of historic constructions and innovation in the strengthening technology. Deformability is one of criteria in the design of concrete structures, and this for functionality, durability and aesthetics reasons. Civil engineer possibly encounters more deflection problems in the structural design than any other type of problem. Many materials common in structural engineering such as wood, concrete and composite materials, suffer creep; if the creep phenomenon is taken into account, checks for serviceability limit state criteria can become onerous, because the creep deformation in these materials is in the same order of magnitude as the elastic deformation. The thesis presents the results of an experimental study on the long-term behavior of low-strength reinforced concrete beams strengthened with carbon fiber composite sheets (CFRP). The work has investigated the accuracy of the long-term deflection predictions made by some analytical procedures existing in literature, as well as by the most widely used design codes (Eurocode 2, ACI-318, ACI-435).

Efficient daylighting approach by means of light-shelve device adequate for habitat program in Aarhus City

The concepts of light shelves consist of windows that have face towards the sun, which receive a vast quantity of energy that could be used for healthy day lighting. This paper debates a main assessment, investigates the optimization of daylight requirement by means of light shelves system. An experimental test was carried out assessing the measurements and lighting simulations of a model of a building in order to elucidate the characteristics of indoor lighting. Light shelf is an architectural element that permits daylight to enter deep into a building. It constitutes an optimal solution for an incorrect building orientation and less sunny days. The essential objective of this study is to highlight the vital role of light shelves in residential buildings in northern Europa where the requirement is to improve the daylight in the interior functional spaces. The main objects of this paper are to investigate the effect of daylight in the interior functional spaces using light shelves, the effect of natural light diffusion in interior space in the period of low daylight season, and glare effect in this field. This paper investigates a procedure for analysing the daylight performance using software habitat function

Application of the nZEB methodology in the retrofitting of a typical Portuguese dwelling from the 60's.

Buildings and the whole built environment are in a key role when societies are mitigating climate change and adapting to its consequences. More than 50% of the existing residential buildings in EU-25 were built before 1970. Thus, these buildings are of significant importance in reducing energy consumption and CO2 emissions. The existence of more nearly zero energy buildings (nZEB) is a possible solution for this problem. This study aims to analyze the application of the nZEB methodology in the retrofitting of a typical Portuguese dwelling build in 1950. It was shown that the primary energy used can be reduced to a very low value (11,95 kWhep/m2.y) in comparison with the reference consumption (69,15 kWhep/m2.y), with the application of the best construction techniques together with the use of energy from on-site renewable sources.

Building environmental assessment scheme for residential building in Brunei

Building's construction activities, operation and demolition are increasingly recognised as a major source of environmental impact. One strategy for reducing such impacts is most widely known by the term Building Environmental Assessment (BEA). The research is an attempt to develop a new BEA scheme for residential buildings in Brunei which focussing on identifying BEA indicators that best suit for Brunei environment, social and economy. Studies show that Brunei residential sector needs urgent attention to transform its current consumption rate in more sustainable way. Recent launch of Brunei Green Building Council, mandatory energy efficiency guidelines and declaration of ambitious energy intensity reduction target, a new BEA scheme will help contribute sustainability target in residential sector. However the issues of developing a new BEA schemes using existing methods may face constraints in their effectiveness. In this regard, a consensus-forming technique-Delphi method-helps improve greater communication and gain consensus from experts in the construction industry through series of questionnaires. As a result, the final framework is produced comprises of 7 key categories and 37 applicable criteria that achieved high degree of consensus and importance.

Numerical modelling of braided fibres for reinforced concrete

Fire has been always a major concern for designers of steel and concrete structures. Designing fire-resistant structural elements is not an easy task due to several limitations such as the lack of fire-resistant construction materials. Concrete reinforcement cover and external insulation are the most commonly adopted systems to protect concrete and steel from overheating, while spalling of concrete is minimised by using HPFRC instead of standard concrete. Although these methodologies work very well for low rise concrete structures, this is not the case for high-rise and inaccessible buildings where fire loading is much longer. Fire can permanently damage structures that cost a lot of money. This is unsafe and can lead to loss of life. In this research, the author proposes a new type of main reinforcement for concrete structures which can provide better fire-resistance than steel or FRP re-bars. This consists of continuous braided fibre rope, generally made from fire-resistant materials such as carbon or glass fibre. These fibres have excellent tensile strengths, sometimes in excess of ten times greater than steel. In addition to fire-resistance, these ropes can produce lighter and corrosive resistant structures. Avoiding the use of expensive resin binders, fibres are easily bound together using braiding techniques, ensuring that tensile stress is evenly distributed throughout the reinforcement. In order to consider braided ropes as a form of reinforcement it is first necessary to establish the mechanical performance at room temperature and investigate the pull-out resistance for both unribbed and ribbed ropes. Ribbing of ropes was achieved by braiding the rope over a series of glass beads. Adhesion between the rope and concrete was drastically improved due to ribbing, and further improved by pre-stressing ropes and reducing the slacked fibres. Two types of material have been considered for the ropes: carbon and aramid. An implicit finite element approach is proposed to model braided fibres using Total Lagrangian formulation, based on the theory of small strains and large rotations. Modelling tows and strands as elastic transversely isotropic materials was a good assumption when stiff and brittle fibres such as carbon and glass fibres are considered. The rope-to-concrete and strand-to-strand bond interaction/adhesion was numerically simulated using newly proposed hierarchical higher order interface elements. Elastic and linear damage cohesive models were used effectively to simulate non-penetrative 'free' sliding interaction between strands, and the adhesion between ropes and concrete respectively. Numerical simulation showed similar de-bonding features when compared with experimental pull-out results of braided ribbed rope reinforced concrete.

Assessment of energy efficiency in electric storage water heaters

Nowadays there are several ways of supplying hot water for showers in residential buildings. One of them is the use of electric storage water heaters (boilers). This equipment raises the water temperature in a reservoir (tank) using the heat generated by an electric resistance. The behavior of this equipment in Brazil is still a research object and there is not a standard in the country to regulate its efficiency. In this context, an experimental program was conducted aiming to collect power consumption data to evaluate its performance. The boilers underwent an operation cycle to simulate a usage condition aiming to collect parameters for calculating the efficiency. This 1-day cycle was composed of the following phases: hot water withdrawal, reheating and standby heat loss. The methods allowed the identification of different parameters concerning the boilers work, such as: standby heat loss in 24 h, hot water withdrawal rate, reheating time and energy efficiency. The average energy efficiency obtained was of 75%. The lowest efficiency was of 62% for boiler 2 and the highest was of 85% for boiler 9. (C) 2008 Elsevier B.V. All rights reserved.

Sonographic appearance of gestational trophoblastic disease evolving into epithelioid trophoblastic tumor

Epithelioid trophoblastic tumor is a distinctive but rare trophoblastic tumor. It derives from intermediate trophoblastic cells of the chorion laeve and is usually associated with a previous gestational event. We report the case of a patient who had undergone dilatation and curettage for a missed miscarriage. Three months later gestational trophoblastic disease was suspected because of persistent vaginal bleeding and high levels of beta-human chorionic gonadotropin (beta-hCG). Transvaginal ultrasound revealed irregular echolucent lacunae within the myometrium, some of them filled with low-resistance, turbulent blood flow on Doppler examination, emphasizing the diagnosis of gestational trophoblastic disease. The patient was treated with 12 courses of multiagent chemotherapy. After a 2-year remission, a low rise in serum beta-hCG was observed. Transvaginal ultrasound revealed a well-circumscribed echogenic lesion with a diameter of 1.8 cm in the uterine fundus, with no detectable blood flow on Doppler imaging. A diagnosis of tumor of intermediate trophoblastic cells was suspected and total hysterectomy was performed. On pathological examination, the histological and immunohistochemical features were characteristic of epithelioid trophoblastic tumor. Most reported cases of epithelioid trophoblastic tumor have solitary nodules with sharp margins, which is consistent with our ultrasound findings. Ultrasound may be helpful in differentiating epithelioid trophoblastic tumor from placental-site trophoblastic tumor, another tumor of intermediate trophoblastic cells, which shows infiltrative growth insinuating between muscle fibers. Copyright (C) 2010 ISUOG. Published by John Wiley & Sons, Ltd.

Levantamento das metodologias (ensaios e medições acústicas) utilizadas por entidades acreditadas: estado da arte

O ruído é, por definição, um som desagradável ou indesejável que perturba o ambiente, contribuindo para o mal-estar físico e psíquico, podendo pôr em causa a saúde do ser humano. As situações de exposição nos espaços de repouso, lazer e trabalho a valores sonoros elevados, especialmente nos meios urbanos e suburbanos, têm-se multiplicado. Por outro lado, o desenvolvimento cultural dos cidadãos, cada vez mais cientes do direito à qualidade de vida, tem originado um aumento das exigências de conforto, influenciado directamente pela qualidade dos edifícios que habitam. Através da publicação do Regulamento Geral Sobre o Ruído – RGR – (aprovado pelo Decreto Lei nº251/87 de 24 de Junho) bem como o Regulamento dos Requisitos Acústicos dos Edifícios – RRAE - (aprovado pelo Decreto Lei nº129/02 de 11 de Maio), com as devidas alterações no Decreto-lei nº96/08, de 9 de Junho, foi permitido relacionar um conjunto de disposições normativas e legais, permitindo o estabelecimento de condições para a verificação das exigências fundamentais associadas ao conforto acústico dos edifícios (integração urbanística, isolamento sonoro a sons aéreos, isolamento a sons de percussão, exposição ao ruído durante o trabalho), justificando assim a necessidade da existência de regulamentação pelo facto da saúde dos indivíduos também se encontrar relacionada ao conforto acústico. Na presente dissertação, pretende-se dar um contributo para a elaboração da avaliação e certificação do comportamento acústico de edifícios de habitação através da definição dos principais aspectos a avaliar neste processo. Para tal, foi retratado o actual estado da arte e foi feito um levantamento das metodologias utilizadas pelas entidades acreditadas para os ensaios de acústica, tendo em conta a normalização e regulamentação existente, de maneira a obter o panorama destes diagnósticos de conforto acústico para a verificação da sua conformidade com as exigências regulamentares.

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.

Uso eficiente da água num edifício de habitação

Trabalho Final de Mestrado para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Civil

ENCOURAGE architecture: support for heterogeneous smart grids

Our society relies on energy for most of its activities. One application domain inciding heavily on the energy budget regards the energy consumption in residential and non-residential buildings. The ever increasing needs for energy, resulting from the industrialization of developing countries and from the limited scalability of the traditional technologies for energy production, raises both problems and opportunities. The problems are related to the devastating effects of the greenhouse gases produced by the burning of oil and gas for energy production, and from the dependence of whole countries on companies providing gas and oil. The opportunities are mostly technological, since novel markets are opening for both energy production via renewable sources, and for innovations that can rationalize energy usage. An enticing research effort can be the mixing of these two aspects, by leveraging on ICT technologies to rationalize energy production, acquisition, and consumption. The ENCOURAGE project aims to develop embedded intelligence and integration technologies that will directly optimize energy use in buildings and enable active participation in the future smart grid environment.The primary application domains targeted by the ENCOURAGE project are non-residential buildings (e.g.: campuses) and residential buildings (e.g.: neighborhoods). The goal of the project is to achieve 20% of energy savings through the improved interoperability between various types of energy generation, consumption and storage devices; interbuilding energy exchange; and systematic performance monitoring.

Ferramenta de gestão de redes MESH

Mestrado em Engenharia Electrotécnica e de Computadores - Área de Especialização de Telecomunicações

Eficiência energética em edifícios residenciais da cidade do Porto

O consumo de energia a nível mundial tem atingido valores históricos, devido ao crescimento da população mundial e ao aumento do consumo per capita. Nesta medida é extremamente importante existirem alternativas para que a redução do consumo de energia de todos os países seja uma realidade, evitando também as consequências ambientais, em particular as alterações climáticas, resultantes da utilização intensiva de combustíveis fósseis. Portugal, tal como outros países da União Europeia, tem que cumprir metas, pelo que é urgente encontrarem-se soluções de forma a diminuir o consumo de energia sem interferir com o nosso dia-a-dia. A cidade do Porto, tal como qualquer cidade, precisa de imensa energia desde os transportes até à indústria, passando pelos edifícios. Os edifícios, residenciais e de serviços, são responsáveis por mais de 50% de energia primária consumida no concelho do Porto, sendo que aos edifícios residenciais corresponde um consumo de 1.473 GWh/ano de energia primária, o que é um valor elevado. Numa primeira parte deste trabalho foi efetuado um levantamento de informação caracterizando a cidade do Porto relativamente ao seu edificado e consumos energéticos. Numa segunda parte propuseram-se medidas para reduzir o consumo para cada tipo de utilização de energia, nomeadamente preparação de refeições, AQS (água quente sanitária), aquecimento ambiente, frio (frigorífico, arcas, etc.), outros e iluminação. Para cada um destes tipos de utilização estudou-se, sempre que possível, a evolução do longo do tempo (2004 a 2012) e possíveis cenários de evolução para o futuro. Para além disso, também se estudou a evolução do mix de produção de energia elétrica de 2004 até 2012 e previsões da evolução do mix para o futuro. Nesta análise foi tido em conta o aspeto ambiental contabilizando-se, sempre que possível, as emissões de poluentes resultantes do consumo de energia. Por fim, efetuou-se uma avaliação técnica, ambiental e económica das medidas propostas. Pode dizer-se que a maioria das medidas propostas a serem implementadas conduziria a uma redução do consumo de energia e consequentemente a uma diminuição das emissões de poluentes, em particular dos gases com efeito de estufa (CO2). Em termos técnicos a maioria das medidas pode ser aplicada embora algumas delas envolvam custos de investimento significativos. Dada a conjuntura atual, seria importante obter o financiamento necessário para a implementação das medidas propostas e a divulgação de medidas já existentes, tais como os programas para AQS e janelas eficientes.

Interface IP-KNX para um sistema de controlo domótico

São vários os factores sociais e económicos que valorizam a aplicação de tecnologias de domótica em edifícios. No caso particular dos edifícios residenciais, a tendência dos seus utilizadores é a instalação de sistemas de controlo da segurança, do ambiente, de mecanismos de rega e de alarmes. Assim, seguindo a premissa do marketing, que identifica como uma boa prática a projecção de produtos / serviços que satisfaçam as necessidades inventariadas pelos seus utilizadores, este trabalho assenta na criação de um sistema domótico, controlado remotamente através de uma aplicação Android, que pretende, numa primeira instância, o controlo das lâmpadas de uma habitação. Neste trabalho é utilizado o protocolo KNX.TP para a comunicação dos dispositivos de domótica existentes no ISEP, que constituem o ambiente domótico deste trabalho. De forma a implementar o controlo remoto destes dispositivos via internet, este trabalho foca-se no desenvolvimento de uma interface IP-KNX, usando como hardware de controlo, um Arduino Mega 2560, uma placa de interface Ethernet para Arduino, a placa de integração KNX, e um servidor web com a linguagem PHP instalada. Para efeitos de demonstração, foi criada uma aplicação para o SO Android que controla as lâmpadas da rede KNX. Neste trabalho foram utilizadas várias linguagens de programação: C++ no firmware do Arduino, PHP no servidor web e JAVA + XML na aplicação Android.