Cálculo automático de estruturas: análise estrutural e dimensionamento de um edifício

O presente relatório corresponde à descrição do trabalho realizado durante estágio, no âmbito do trabalho final de Mestrado de Engenharia Civil, referente ao perfil de Estruturas. A motivação da escolha deste estágio teve como propósito aplicar os conhecimentos adquiridos ao longo do curso. Além disso ajudou-me a conhecer o mercado de trabalho. O tema escolhido foi Cálculo Automático de Estruturas. Análise Estrutural e Dimensionamento de um Edifício. O estágio teve lugar no gabinete Nova Faceta - Consultas, Estudos e Projectos. Este gabinete labora no concelho de Vila Franca de Xira. O trabalho realizado foi auxiliado por profissionais experientes e qualificados, estando sob a supervisão do orientador do estágio e consistiu na análise de diversos projectos de Engenharia e da elaboração do projecto que será apresentado neste relatório. O programa a que se recorreu para auxiliar na execução do dimensionamento foi o CYPECAD. O edifício que foi dimensionado situa – se no Algarve, mais concretamente no concelho de Albufeira, na Urbanização Cerro da Alagoa – 2ºfase, na Rua do Oceano lote 22A.

Cálculo automático de estruturas: análise estrutural de lajes através do método dos elementos finitos

O principal objectivo deste trabalho foi o desenvolvimento de um programa de cálculo automático de lajes baseado no método dos elementos finitos. Como introdução ao tema é efectuada uma análise da evolução das estruturas ao longo dos tempos, diferenciando os vários tipos de estruturas que existem. São explicitados os conceitos fundamentais da mecânica dos sólidos, bem como os vários tipos de análises estruturais, os tipos de elementos finitos mais utilizados, bem como a classificação dos diversos tipos de estruturas. Devido à importância que o método dos elementos finitos tem na engenharia actual, é apresentada uma breve descrição da sua evolução ao longo dos tempos. Como abordagem mais abrangente são apresentados os conceitos gerais do método, evoluindo depois para uma descrição mais pormenorizada, aplicado aos elementos de laje adoptados no programa de cálculo desenvolvido. As lajes podem ser modeladas através da teoria das lajes finas ou espessas, sendo apresentados os fundamentos teóricos e simplificações que sustentam estas duas abordagens. A validação do programa de cálculo elaborado nesta dissertação, é efectuado através de dois exemplos, um modelo simples e outro mais complexo onde se demonstram todas as potencialidades do programa. A validação é efectuada através da comparação dos resultados, obtidos pelo programa e por um programa de referência no cálculo estrutural, o SAP2000. O desenvolvimento deste trabalho tem um objectivo mais abrangente de no futuro, este módulo, poder ser incluído num pacote de cálculo estrutural alargado a outro tipo de estruturas. Com este pressuposto, foi efectuada uma descrição pormenorizada da organização do programa e das suas capacidades e desenvolvido um manual de utilização.

Comporta de vigas: dimensionamento e análise estrutural

As comportas de vigas de fundo, objecto de estudo no presente trabalho, são essenciais devido à sua capacidade de controlo do fluxo de água em casos de emergência. Assim este trabalho visou o dimensionamento e análise estrutural de uma comporta dessa natureza. Para o seu dimensionamento foi essencial a norma DIN19704-1:1998, que define todos os padrões que devem ser levados em conta numa construção hidráulica em aço. Deste modo, após uma breve descrição do enquadramento e do estado da arte relativamente a este assunto, foram apresentados ao longo do trabalho, os cálculos dos principais componentes mecânicos que fazem parte dum projecto de uma comporta de vigas. Para comprovar a validade do dimensionamento da comporta realizado através da norma, recorreu-se a um software de análise e simulação por elementos finitos, COSMOSWorks, no sentido de assim prever o comportamento mecânico em análise estática linear, que as solicitações mecânicas em presença têm sobre a comporta. Os resultados da comparação entre o dimensionamento teórico e a análise de tensões através do COSMOSWorks nos elementos mais críticos da estrutura, permitem concluir globalmente que a comporta está bem dimensionada tendo em conta os esforços que tem de suportar.

Análise estrutural de uma torre tubular sob acção do vento

Com a realização deste trabalho, pretende-se essencialmente dar a conhecer a influência que a acção do vento possui no dimensionamento de determinadas estruturas, neste caso específico, em torres tubulares de telecomunicações. É por todos sabido, da importância de um capaz e evoluído sistema de comunicações, no desenvolvimento sustentado do mundo moderno. Nesse sentido, o avanço galopante, principalmente nas últimas duas décadas, das tecnologias de Telecomunicações, implicou uma rápida resposta em consonância na implantação e proliferação de infraestruturas de suporte aos equipamentos dessas tecnologias. Assim, a estrutura em forma de torre tubular, entre as demais variadas secções que as constituem, foi adquirindo preponderância neste campo, constituindo a mais vasta utilização de estruturas de suporte aos equipamentos de telecomunicações, nomeadamente em meios rurais, onde escasseiam edificações com alturas suficientes para fazer face às necessidades das operadoras licenciadas para os devidos efeitos. Será efectuada uma breve descrição sobre as diversas e mais comuns tipologias de torres utilizadas no âmbito do suporte de equipamentos de telecomunicações. Descreve-se, em forma de relatório e levantamento fotográfico, a ocorrência do colapso de uma torre tubular de telecomunicações. Por último, e na sequência do incidente referido no ponto anterior, será efectuada com detalhe, a análise estrutural da torre tubular que foi instalada na posição da anteriormente instalada.

Cálculo automático de estruturas: análise estrutural de pórticos tridimensionais

No âmbito da presente dissertação foi elaborado um programa de cálculo automático de pórticos tridimensionais, sob acções estáticas (Portic3D). Utilizaram-se elementos tipo barra 3D constituídos por dois pontos nodais com seis graus de liberdade cada, admitindo a hipótese de comportamento elástico linear do material. Apresentam-se os fundamentos da análise matricial de estruturas e descrevem-se os principais módulos computacionais que foram elaborados (em FORTRAN 90), nomeadamente descreve-se a estrutura global do programa desenvolvido e, em particular, descreve-se a técnica de assemblagem da matriz de rigidez global e do vector global das forças a partir das matrizes de rigidez elementares e dos vectores elementares das forças nodais equivalentes às cargas de vão, respectivamente. A fiabilidade do programa desenvolvido, Portic3D, foi testada através da comparação com os resultados de um programa de cálculo estrutural de referência, o SAP2000, para o caso da análise estática de um edifício de 8 pisos (sob a acção do peso próprio, sobrecargas e forças estáticas equivalentes a uma acção sísmica). Foi elaborado ainda um manual do utilizador para facilitar a utilização do software desenvolvido e para facilitar a eventual integração das rotinas desenvolvidas em programas de cálculo estrutural com novas potencialidades.

Cálculo automático de estruturas: análise estrutural de pórticos planos utilizando o método dos elementos finitos

O principal objectivo da presente dissertação foi o desenvolvimento de um programa de cálculo automático de estruturas reticulares planas. A execução deste trabalho insere-se num programa mais vasto e ambicioso, em que se pretende desenvolver um pacote de cálculo automático de estruturas para utilização académica. Este pacote incluirá o tipo de elementos mais utilizado na Engenharia Civil, podendo efectuar análises lineares e não-lineares, considerando acções estáticas e dinâmicas. Pretende-se também dotar este pacote com o dimensionamento e verificação da segurança dos elementos estruturais. O programa foi desenvolvido recorrendo ao Método dos Elementos Finitos. Em face da aplicação deste método é efectuada uma breve resenha histórica, incluindo o seu desenvolvimento, campos de aplicação e importância na Engenharia Civil para o cálculo de estruturas. Foram implementados elementos finitos do tipo barra 2D de secção constante, em que se admitiu um material isotrópico com comportamento elástico linear. O programa permite a aplicação de cargas estáticas nos nós e elementos de barra, assentamentos de apoio, e fornece os resultados de forma gráfica e numérica. A validação do programa de cálculo foi efectuada através da comparação dos resultados obtidos pelo programa com um outro Programa de cálculo estrutural comercial (SAP2000) e com valores apresentados na bibliografia [LNEC, 1984]. Com o objectivo de incluir este trabalho num pacote de programas mais abrangentes, foi elaborado um fluxograma onde são descritos os blocos principais que compõem o programa desenvolvido e um manual de utilização devidamente pormenorizado.

Análise estrutural e previsão do preço da energia eléctrica no MIBEL

Com o passar dos anos tem-se verificado uma reforma ao nível do sector eléctrico em muitas economias do mundo, o que aparenta apontar para um estabelecimento de mercados de energia eléctrica que favorecem o funcionamento competitivo das actividades de produção e comercialização. Foi seguindo esta tendência que surgiu o Mercado Ibérico de Electricidade. O presente trabalho de dissertação tem como propósito realizar uma análise estrutural do preço da energia eléctrica e desenvolver um modelo que permita realizar uma previsão diária, de esse mesmo preço. Numa fase inicial, através de um conjunto de métodos de análise quantitativos, pretende-se estudar o preço da energia eléctrica no Mercado Ibérico de Electricidade. Os métodos usados consistem na análise da correlação, análise de causalidade e análise em componentes principais. Com estes métodos, procura-se identificar quais as variáveis que provocam um maior impacto na definição do preço de mercado de energia eléctrica no Mercado Ibérico de Electricidade e identificar possíveis alterações de carácter estrutural. Numa fase posterior, tem-se como objectivo desenvolver um modelo que permita a previsão diária do preço da energia eléctrica. Existindo diversas técnicas para realizar a previsão do preço, optou-se, no presente trabalho, por usar os modelos função de transferência. Este é um método bastante abordado na realização de previsões do preço da energia eléctrica, a partir do qual se tem alcançado bons resultados (Conejo et al, 2004 e Nogales e Conejo, 2005). Verificou-se que, efectivamente, existiram alterações estruturais no preço da energia eléctrica. Numa fase inicial, este apresentava-se mais dependente com os preços dos combustíveis relacionados com a produção de energia eléctrica e, posteriormente, com os valores de produção de energia eléctrica. Relativamente à previsão, através do método utilizado para a realização da mesma, obtiveram-se bons resultados utilizando os valores de produção em regime especial e os valores de consumo de energia.

Edifícios altos – problemas associados e análise estrutural de um caso prático

Com a presente dissertação pretende-se analisar alguns dos problemas associados aos edifícios altos, na fase de projeto, bem como compilar um conjunto de informações e conhecimentos científicos sobre a área abordada. São descritas algumas soluções de sistemas estruturais possíveis de idealizar para edifícios altos. Posteriormente, tendo por base um projeto de estruturas de um edifício com 25 pisos localizado em Luanda, capital de Angola, o objetivo consistiu em analisar estática e dinamicamente o seu comportamento quando solicitado fundamentalmente pelas ações do vento e dos sismos. A análise estrutural foi realizada com recurso a dois softwares de cálculo automático, nomeadamente, o Cypecad e o Robot Structural Analysis Professional e pelos métodos preconizados no Regulamento de Segurança e Ações para estruturas de edifícios e pontes e o Eurocódigo 8 – “Projeto de estruturas para resistência aos sismos”. Aborda-se a temática do faseamento construtivo, assunto que revela algumas limitações dos programas de cálculo utilizados, sendo descrito um método simplificado para prever os seus efeitos em termos de dimensionamento final. Os resultados obtidos permitiram avaliar o bom comportamento da estrutura no que respeita ao cumprimento dos estados limites últimos e de serviço. Conclui-se que o sistema estrutural adotado no modelo em estudo se encontra bem dimensionado relativamente ao colapso e à limitação de danos.

Preparação e análise estrutural de complexos de samário

Trabalho Final de Mestrado para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Química e Biológica - Ramo de Bioprocessos

Análise estrutural da Cooperação Portuguesa passado, presente e futuro

Comunicação apresentada no 3º Encontro de Conhecimento e Cooperação, INA, Lisboa, 17 de setembro de 2015

Análise Estrutural do Segmento Anterior por Tomografia de Coerência Ótica no Glaucoma Congénito Primário

Objectivo: Analisar a morfologia do segmento anterior por tomografia de coerência ótica de segmento anterior (OCT-SA) em crianças com glaucoma congénito primário (GCP). Material e métodos: Realizou-se um estudo caso-controlo, prospetivo, em crianças com GCP e em crianças sem glaucoma (grupo controlo), seguidas em Consulta de Oftalmologia Pediátrica do Hospital Dona Estefânia, Centro Hospitalar de Lisboa Central. Efectuou-se avaliação oftalmológica completa e OCT-SA utilizando o protocolo A C biometry. Resultados: O estudo incluiu 27 olhos (17 crianças com OCP) e 22 olhos (11 crianças sem glaucoma). Detetaram-se valores significativamente superiores de profundidade central e largura da câmara anterior (CA) (p<0,001) e maiores distâncias de abertura do ângulo a 500 CP<0,001) e 750µm (p=0,00 l), áreas de espaço irido-trabecular a 500 e 750µm (p<0,001) e áreas do recesso do ângulo a 500 (p<0,00l) e 750µm (p=0,001), no grupo GCP. A espessura da íris foi significativamente mais fina a 500µm do ângulo (p=0,011), no centro da íris (p<0,001) e na região mais espessa da mesma (p=0,001) no grupo GCP, assim como o comprimento da íris foi superior (p<0,001). A largura de CA e a acuidade visual (logMAR) apresentam correlação positiva (r=0,688; p<0,001). Outros achados morfológicos: anteriorização e hipoplasia da íris, alteração da morfologia do ângulo no local de intervenção cirúrgica (goniotomia, trabeculotornia, trabeculectomia, válvula de Ahmed). Conclusão: Este primeiro estudo em crianças com GCP sugere que a OCT-SA é de aquisição relativamente fácil, poderá ajudar no seguimento clínico e cirúrgico e ser útil como fator prognóstico destes doentes.

Análise estrutural da floresta tropical úmida do município de Alta Floresta, Mato Grosso, Brasil

Este trabalho teve como objetivo estudar a composição e estrutura de um estrato arbóreo da floresta tropical úmida em Alta Floresta - MT, determinando os padrões de semelhança com outras regiões da Amazônia brasileira. O estudo foi realizado em uma área de 2 hectares, dividida em 20 parcelas de 10x 100m, onde foram mensurados a altura e o DAP ≥ 10 cm de todos os indivíduos. Para avaliação do grau de similaridade entre a composição florística e estrutura arbórea de Alta Floresta com as nove regiões pertencentes à Amazônia Legal brasileira, utilizou-se o método de agrupamento hierárquico aglomerativo com ligações pela média dos grupos (UPGMA), por meio do índice de Sorensen (qualitativo). Para a ordenação, foi utilizado o mesmo programa, utilizando a Escalonamento Multidimensional não-métrica (NMS) por meio do índice de Jaccard aplicado à presença e ausência de famílias e gêneros. Para análise de similaridade entre as 10 regiões, comparando a matriz de distâncias físicas entre elas com as matrizes de composição de famílias e gêneros, utilizou-se o programa PATN por meio do Teste de Mantel com o índice de Jaccard. A região apresentou 1101 indivíduos, pertencentes a 32 famílias, 54 gêneros e 68 espécies. A família com maior riqueza de espécie foi Leguminosae. A espécie Helicostilys podogyne e o gênero Cecropia sp. foram as mais importantes no levantamento. A floresta tropical úmida de Alta Floresta não se assemelhou com nenhuma das nove regiões comparadas neste estudo.

Análise estrutural e dimensionamento de estruturas de membrana

Dissertação de mestrado integrado em Engenharia Civil

Análise estrutural e funcional carotídea em familiares de pacientes com diabete melito tipo 2

FUNDAMENTO: O diabete melito tipo 2 (DM2) é a principal causa de morbidade e mortalidade nos países ocidentais, principalmente de origem cardiovascular. Com base na história familiar de diabete, mesmo em indivíduos não-diabéticos, como aumento de risco de doença cardíaca coronariana, faz-se necessária a utilização de reconhecidos marcadores substitutos de aterosclerose precoce, como as medidas ecográficas carotídeas. OBJETIVO:Comparar tanto características estruturais (espessura médio-intimal - EMI) quanto funcionais (medidas de distensibilidade) de artérias carotídeas dos indivíduos com história familiar (HF+) e dos não-parentes de portadores de DM2 (HF-), todos sem fatores de risco cardiovasculares reconhecidos. MÉTODOS:Trinta e dois indivíduos (19 HF+ e 13 HF-), com idade entre 21 e 47 anos, de ambos os sexos, foram submetidos a estudo ultra-sonográfico de alta resolução das carótidas (comuns e internas) bilateralmente. Os grupos apresentavam comparação (p > 0,05) no que tangia a idade, índice de massa corporal (IMC), pressão arterial, glicose e insulina de jejum, leptina e proteína C reativa (PCR). RESULTADOS:A espessura médio-intimal das artérias carótidas comuns esquerdas (ACCE) foi estatisticamente mais elevada (p = 0,029) nos HF+ (0,568 ± 0,107 mm) que nos HF- (0,477± 0,116 mm). A análise de regressão múltipla identificou como prognosticadores independentes da EMI de ACCE a idade, o IMC acima da normalidade, a PCR e o LDL-colesterol. CONCLUSÃO:Indivíduos com história familiar de DM2, mesmo sem desordens metabólicas laboratoriais detectadas, apresentaram maior espessamento médio-intimal em território carotídeo comum esquerdo que aqueles sem tal parentesco, no entanto não houve alteração funcional do vaso.

Propagação vegetativa in vitro e análise estrutural de macieira

Foram testados os efeitos de diferentes concentrações de sacarose sobre a taxa multiplicativa de brotos in vitro e sobre a anatomia dos órgãos vegetativos de plântulas de macieira. A micropropagação foi obtida por organogênese direta a partir de ápices caulinares e segmentos internodais. Na análise estrutural, utilizou-se plântula desenvolvida em meio MS após 30 dias de cultura. A ausência de sacarose no meio de cultura ocasionou a morte ou atrofiamento do explante. A maior taxa de brotos foi obtida com os explantes de ápices caulinares, e o tamanho médio dos brotos, nas concentrações 30, 45 e 60 g L-1, variou entre 1 e 3 cm. A folha apresentou alterações estruturais de acordo com as concentrações de sacarose do meio.