Conceção e Análise de um Demonstrador para a Monitorização Estrutural

Os sistemas de monitorização de estruturas fornecem diversas vantagens, não só no que diz respeito à durabilidade da obra, ao aumento da segurança e do conhecimento relativamente ao comportamento das estruturas ao longo do tempo, à otimização do aspeto estrutural, bem como aos aspetos económicos do processo de construção e manutenção. A monitorização deve realizar-se durante a fase de construção e/ou de exploração da obra para permitir o registo integral do seu comportamento no meio externo. Deve efetuar-se de forma contínua e automática, executando intervenções de rotina para que se possa detetar precocemente sinais de alterações, respetivamente à segurança, integridade e desempenho funcional. Assim se poderá manter a estrutura dentro de parâmetros aceitáveis de segurança. Assim, na presente dissertação será concebido um demonstrador experimental, para ser estudado em laboratório, no qual será implementado um sistema de monitorização contínuo e automático. Sobre este demonstrador será feita uma análise de diferentes grandezas em medição, tais como: deslocamentos, extensões, temperatura, rotações e acelerações. Com carácter inovador, pretende-se ainda incluir neste modelo em sintonia de medição de coordenadas GNSS com o qual se torna possível medir deslocamentos absolutos. Os resultados experimentais alcançados serão analisados e comparados com modelos numéricos. Conferem-se os resultados experimentais de natureza estática e dinâmica, com os resultados numéricos de dois modelos de elementos finitos: um de barras e outro de casca. Realizaram-se diferentes abordagens tendo em conta as características identificadas por via experimental e calculadas nos modelos numéricos para melhor ajuste e calibração dos modelos numéricos Por fim, recorre-se a algoritmos de processamento e tratamento do respetivo sinal com aplicação de filtros, que revelam melhorar com rigor o sinal, de forma a potenciar as técnicas de fusão multisensor. Pretende-se integrar o sinal GNSS com os demais sensores presentes no sistema de monitorização. As técnicas de fusão multisensor visam melhor o desempenho deste potencial sistema de medição, demonstrando as suas valências no domínio da monitorização estrutural.

Contribuição para a avaliação estrutural de infraestruturas rodoviárias por métodos não destrutivos

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Civil – Perfil de construção

Segurança estrutural em geotecnia através de métodos de base probabilística

Dissertação elaborada no Laboratório Nacional de Engenharia Civil para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Civil no Ramo de Geotecnia pela Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa, no âmbito do protocolo de cooperação entre a FCT/UNL e o LNEC

Métodos analíticos e numéricos do tipo elementos finitos contínuos e contínuos/descontínuos para o estudo de modelos de Boussinesq melhorados para a propagação de ondas

Dissertação para obtenção do Grau de Doutor em Matemática na área de especialização de Análise Numérica

Modelos de previsão de rodeiras em pavimentos rodoviários

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Civil – Perfil Geotecnia

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.

Identificação de dano estrutural com base em análise modal

O presente trabalho procura mostrar as potencialidades das técnicas de monitorização estrutural, de detecção, localização e caracterização de dano através de alterações dos parâmetros modais. As características dinâmicas de vibração de uma estrutura são alteradas pela presença de dano, o que, representando uma perda física, conduz à consequente perda de rigidez. Este fenómeno é responsável por modificações nas frequências naturais, deslocamentos modais e respectivas derivadas. Este trabalho apresenta a curvatura das configurações modais como possível parâmetro de controlo na identificação de dano estrutural. Neste documento encontram-se vários estudos de sensibilidade realizados em três modelos distintos (viga bi-apoiada, viga em consola e pórtico encastrado) em que se pretende avaliar a fiabilidade do método das curvaturas. Foram também desenvolvidos estudos respeitantes às alterações das frequências naturais e às alterações de dois indicadores estatísticos, o MAC e o COMAC. Com base nos resultados do método das curvaturas foi desenvolvida uma Java Applet, que constitui uma ferramenta de cálculo que permite explorar as potencialidades do método das curvaturas modais na identificação de danos em várias estruturas. Esta aplicação foi desenvolvida no compilador NetBeans IDE.

Modelação de paredes em alvenaria estrutural de tijolo

As construções em alvenaria representam grande parte da cultura do passado, e constituem a maioria dos edifícios existentes em Portugal. Para além disso, a elevada probabilidade da ocorrência de um grande sismo em Portugal, e as consequências resultantes, conduz à necessidade de um estudo mais detalhado e aprofundado acerca do comportamento deste tipo de estruturas. As metodologias modernas de avaliação de estruturas requerem análises estruturais cada vez mais detalhadas, o que torna necessário o estudo de modelos numéricos com recurso a programas de cálculo, capazes de prever aproximadamente o comportamento deste tipo de estruturas. O desenvolvimento verificado nesses programas de cálculo, assim como a grande lacuna existente no estudo de estruturas em alvenaria, resultante da dificuldade associada à caracterização mecânica deste tipo de material, e da complexidade da sua resposta estrutural quando sujeitas à acção sísmica, têm conduzido a um crescente interesse pelo estudo de estruturas em alvenaria. O forte comportamento inelástico de painéis de alvenaria torna inadequado o uso de análises estáticas lineares, e por esta razão, têm sido propostas várias estratégias que permitem lidar com o comportamento não linear deste tipo de estruturas. A análise pushover permite avaliar o desempenho da estrutura quando sujeita à acção sísmica que, normalmente, consiste na comparação entre o deslocamento exigido pelo sismo com a capacidade de deformação da estrutura, sendo esta última obtida a partir da curva de capacidade da estrutura. As diferentes ferramentas numéricas existentes, baseadas normalmente no uso de macro-elementos, alguns dos quais abordados neste trabalho, não são novidade no estudo de estruturas de alvenaria, mas as potencialidades actuais ainda não estão completamente estudadas, em particular no que diz respeito às aplicações não lineares e à problemática envolvida na escolha dos parâmetros mecânicos que caracterizam o material em estudo. Deste modo, neste trabalho estuda-se o macro-modelo, implementado no software 3DMacro, através da modelação de uma parede em alvenaria, com recurso ao programa referido, com o objectivo de obter a curva de capacidade da parede. Os resultados obtidos foram comparados com os resultados experimentais, assim como com outros estudos presentes na literatura, de modo a mostrar a adequabilidade do macro-modelo em estudo e contribuir para o conhecimento e impulsionamento do uso destas ferramentas neste contexto.

Indicadores de prognóstico em utentes com disfunção do ombro submetidos a uma intervenção terapêutica direcionada para a estabilidade dinâmica da escápulo-torácica

RESUMO: Introdução/ Objetivo: Segundo a revisão sistemática de Chester e colaboradores (2013b)apenas dois fatores de prognóstico demonstraram uma associação consistente com o resultado que foram a duração dos sintomas e a funcionalidade na avaliação inicial. O objetivo do estudo é identificar indicadores de bom e mau prognóstico em utentes com disfunção do complexo articular do ombro (DCAO), tendo por base, aspetos da avaliação inicial do utente e critérios de alta de abolição da dor, aumento da funcionalidade e da estabilidade dinâmica considerando uma intervenção terapêutica direcionada para o aumento da estabilidade dinâmica da escápulo-torácica. Metodologia: Efetuou-se um estudo de coorte clínico retrospetivo. Para tal, aplicou-se um protocolo de intervenção terapêutica e analisou-se os resultados. A amostra foi constituída por 82 indivíduos com DCAO [53 com síndrome do conflito subacromial (SCSA) e 29 com instabilidade da glenoumeral (IGU)], residentes nos distritos de Lisboa, Setúbal e Santarém com o intuito de iniciar tratamento de fisioterapia. A análise dos dados foi efetuada tendo em consideração dois procedimentos: análise univariada (através do método de Kaplan-Meier para cada CVP) e análise multifatorial (pela análise de regressão de Cox e regressão logística nos grupos de utentes com SCSA, IGU e DCAO). Resultados: O tempo mediano de continuação no tratamento em fisioterapia foi de 7 semanas para os utentes com SCSA e 6 semanas para utentes com IGU. Segundo o teste de Logrank, na análise univariada, existem sete e oito covariáveis preditoras (CVP) com associação estatisticamente significativa (p<0,05) para o subgrupo SCSA e IGU, respectivamente. De acordo com estes resultados, a primeira parte da DASH e a SPADI são as únicas CVP com associação comuns às duas disfunções. Pela análise multifatorial e, em congruência com o teste de Wald, nenhuma das CVP contribui estatisticamente para o modelo preditivo de continuidade do tratamento de fisioterapia em qualquer um dos três modelos estudados: subgrupo SCSA, subgrupo IGU e utentes com DCAO. Conclusão: Por uma análise univariada verificou-se que existem CVP associadas à alta dos tratamentos em fisioterapia e estas não são as mesmas em ambas as DCAO. Contudo, a magnitude do efeito de cada CVP nos modelos multifatoriais definidos para os grupos de utentes com SCSA, IGU e DCAO não demonstraram valor estatisticamente significativo pelo que não foi possível determinar modelos de prognóstico em utentes com DCAO.-------------ABSTRACT: Background/ Purpose: According with the systematic review from Chester and collaborators (2013b) just two prognostic factors demonstrated a consistent association with the outcome: the duration of symptoms and functionality in the initial assessment. The purpose of the study is to identify indicators of good and poor prognosis in patients with shoulder’s dysfunctions, based on aspects of the initial assessment and discharge criteria of absence of pain, increased functionality and dynamic stability considering a therapeutic intervention used to increase the dynamic stability of scapulo-thoracic. Methodology: It was conducted a retrospective study of clinical cohort. For this purpose it was applied a protocol with therapeutic intervention and the results were analyzed. The sample consisted of 82 individuals with shoulder’s dysfunction (53 with subacromial impingement (SIMP) and 29 with shoulder instability (SINS) residing in the districts of Lisbon, Setúbal and Santarém in order to start physiotherapy. Data analysis was performed taking into account two procedures: univariate analysis [using the Kaplan-Meier method for each co-variant predictor variable (CVP)] and multifactorial analysis [analysis by Cox regression and logistic regression on groups of patients with SIMP, SINS and shoulder’s dysfunction (SD)]. Results: The median time of follow-up treatment at physical therapy was 7 weeks for patients with SIMP and 6 weeks for patients with SINS. According to the Logrank test in the univariate analysis, there are seven and eight CVP with a statistically significant association (p<0.05) for the patients with SIMP and SINS, respectively. According to these results, the first part of the DASH and SPADI are the only CVP common to both disorders association. By multifatorial analyses, and in agreement with the Wald test, none of the CVP contributes statistically to the predictive model of continuity of physiotherapy treatment in any of the three studied models: patients with SIMP, patients with SINS and patients with SD. Conclusion: In an univariate analysis, it was verified that there are CVP associated with discharge from treatments of physical therapy and these are not the same in both SD. However, the magnitude of effect of each CVP in multifactorial models for defined patients groups with SIMP, SINS and SD showed no statistically significant. Therefore, it was not possible to determine prognostic models for patients with SD.

Estudo e caracterização mecânica por via experimental de modelos de subestruturas eletromecânicas aplicadas ao fabrico de transformadores de grande potência

Dissertação de mestrado integrado em Engenharia Mecânica

Desenvolvimento de ferramenta vocacionada para o dimensionamento de estruturas metálicas de acordo com a NP EN 1993-1-1

Dissertação de mestrado integrado em Engenharia Civil

Estabilidade e Fenómenos de Localização em Elementos de Painel Sanduíche

É estudado o comportamento de pós-encurvadura de painéis sanduiche axialmente comprimidos. Aborda-se o problema com formulação alternativas, permitindo investigar a possibilidade de configurações deformadas deferentes daquelas obtidas por uma análise de Rayleigh-Ritz convencional. São usados alguns princípios gerais de elasticidade, deduzindo-se a função de emergia potencial total, dependente de um campo de deslocamentos. Admite-se um campo harmónico de amplitude constante, que é introduzido na função da energia potencial total, e discutem-se algumas diferenças observadas nos estudos, em relação a modelos estudados anteriormente. As técnicas utilizadas na pesquisa de soluções localizadas são introduzidas com o estudo do problema da viga em função elástica não linear. Analogia dinâmica e a técnica de dupla escala com perturbação são utilizadas para a introdução de conceitos de localização. Por último, aplica-se a um painel sanduíche a técnica de dupla escala com perturbação para deduzir as equações diferenciais nas amplitudes. Discute-se a solução destas equações com alguns exemplos, fazendo-se a resolução analítica e numérica das equações diferencias nas amplitudes.

Qualidade estrutural de um latossolo vermelho submetido à compactação

A modificação estrutural do solo provocada pela sua compactação é fator limitante ao crescimento e desenvolvimento das plantas. O objetivo desta pesquisa foi avaliar, em um Latossolo Vermelho eutroférrico no município de Jaboticabal, SP, os parâmetros físicos do solo como a estabilidade de agregados, a condutividade hidráulica e o índice "S". O delineamento experimental foi o inteiramente casualizado com parcelas subdivididas (quatro níveis de compactação e duas profundidades), com quatro repetições e uma área de mata nativa (MN) como testemunha. Os tratamentos de compactação foram: C0= 0; C1= 2; C2= 4; e C3= 6 passadas de um trator de 11 Mg. Verificou-se que a MN apresentou elevada relação aos índices diâmetro médio geométrico (DMG) e diâmetro médio ponderado (DMP), que constaram agregados maiores e mais estáveis em comparação aos demais tratamentos estudados. Foi obtido o valor de "S" de 0,036 e redução nos níveis mais compactados para 0,026, visto que a compactação reduziu o valor de "S", que atingiu o valor limitante (< 0,035), apesar da mineralogia oxídica do solo analisado.

Combinação de métodos paramétricos e não-paramétricos na análise de estabilidade de cultivares de cana-de-açúcar

A presença e a magnitude da interação genótipo--ambiente são fatores que determinam o desempenho de cultivares nos diversos ambientes de produção. A forma de teste e interpretação dessa interação tem sido muito discutida na literatura agronômica, e vários métodos têm sido propostos. O objetivo deste trabalho foi testar uma combinação de métodos paramétricos e não-paramétricos para avaliação da interação genótipo--ambiente de forma simples e fácil. Foram utilizados os resultados experimentais de três grupos de cultivares de cana-de-açúcar, de acordo com suas características de maturação (precoce, média e tardia), em média de três cortes, em cinco locais da região Oeste do Estado de São Paulo. Os testes utilizados, além de simples, permitiram indicar as melhores cultivares para aquela região e para cada época de colheita, e confirmaram, através de modelos probabilísticos, as recomendações anteriormente realizadas pelos melhoristas.

Comparação de métodos de regressão para avaliar a estabilidade fenotípica em cana-de-açúcar

O objetivo deste trabalho foi comparar dois métodos de regressão empregados para avaliar a estabilidade fenotípica em plantas de cana-de-açúcar, o linear, de Cruz et al., e o não-linear, de Toler & Burrows. Utilizaram-se as informações do ensaio de caracterização de 1994 do programa de melhoramento genético da Copersucar, compreendendo 13 locais e 20 genótipos de cana-de-açúcar no Estado de São Paulo. Os resultados permitiram concluir que ambos os modelos se ajustaram satisfatoriamente aos dados. As estimativas da qualidade ambiental pelos dois modelos mostraram diferenças entre seus valores, porém foram concordantes para inferir sobre os melhores e piores ambientes. Ao classificar os genótipos com base na produtividade e no padrão de resposta, no entanto, apenas dez foram coincidentes nos dois métodos. As vantagens estatísticas do método não-linear torna-o recomendável para pesquisa sobre estabilidade.