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Caracterização de ensaios de vigas de vidro

Palavras-chave: Vigas de vidro

O vidro é um material milenar usado na construção há muitos séculos, e cuja utilização tem vindo a aumentar. O vidro é considerado um material nobre por excelência, muito devido às suas propriedades naturais e grande transparência, que têm a capacidade de melhorar a estética de qualquer construção. A expansão do uso de produtos de vidro no sector da construção é acompanhada pela ausência de normas para a concepção e aplicação segura de produtos de vidro. Assim, uma das principais preocupações é a necessidade de garantir um nível elevado de competências técnicas, para estar à altura dum mercado global cada vez mais competitivo dos produtos de vidro. O trabalho da presente tese encontra-se no âmbito de um projecto de investigação presentemente em curso no DEC da FCTUC. Trata-se do projecto S-GLASS cujo objectivo é dar contribuições ao desenvolvimento de normas europeias para vidro estrutural. Neste trabalho é apresentado a preparação dos ensaios do comportamento de vigas de vidro sob os efeitos de acções monotónicas, cíclicas e térmicas, com e sem cabos de pré-esforço. O interesse deste trabalho deve-se a necessidade de um documento normativo único a nível Europeu que estabeleça formulações de dimensionamento e recomendações de projecto, havendo ainda muito por definir, mesmo na bibliografia já existentes. Como é do conhecimento, todas as estruturas são sensíveis às acções mencionadas, e num material com uso cada vez mais crescente como é o vidro, é de extrema importância definir correctamente os seus métodos de ensaio para melhor o entender como material estrutural. A falta de documentação que estabeleça as formulações de ensaio deste tipo de elementos leva a que seja necessário investir muito tempo a conceber, testar e optimizar os métodos e concepções de ensaio, quando se poderia partir duma etapa mais avançada, caso existisse informações sobre os aspectos referidos em estudo. Nesta dissertação são apresentados os aspectos tecnológicos e logísticos inerentes à elaboração dos layouts optimizados para os ensaios de vigas de vidro estrutural para 4 situações distintas: (i) ensaios de caracterização reológica (ii) viga reforçada com sistema exterior de pré-esforço; (iii) solicitação cíclica e (iv) solicitação térmica.

Área científica: Ciências da Engenharia e Tecnologias
Caracterização dinâmica de vigas de madeira recuperadas após ocorrência de danos mecânicos

Palavras-chave: Vigas de madeira

Os elementos de madeira fazem parte da estrutura de muitos dos edifícios do património edificado, por isso, procura-se cada vez mais, desenvolver e estudar diferentes técnicas de reabilitação que evitem a sua remoção. Após a pesquisa de diversas técnicas, estudou-se neste trabalho a reabilitação de elementos estruturais de madeira, sem remoção da parte deteriorada. Esta técnica consistiu na colocação de duas placas de contraplacado nas duas faces laterais opostas das vigas, sendo os dois elementos ligados por meio de parafusos. O sistema foi realizado em três vigas de madeira lamelada colada, GL24h, que se encontravam no laboratório já danificadas a meio vão devido a danos mecânicos induzidos pela realização de ensaios destrutivos. O dimensionamento dos ligadores foi realizado segundo a norma EN 1995-1-1. Para testar a eficiência desta reabilitação foram realizados ensaios dinâmicos, por vibração longitudinal com recurso ao Timber Grader MTG e ao acelerómetro nas vigas degradadas e posteriormente nas reabilitadas. A informação sobre as características das vigas no seu estado original foi obtida no âmbito de um trabalho de doutoramento prévio. Os resultados destes ensaios mostraram que a reabilitação aumentou a rigidez das vigas relativamente às degradadas. Os ensaios estáticos não destrutivos mostraram que os elementos estruturais reabilitados apresentaram uma relação aproximadamente linear entre a força aplicada e os deslocamentos, no entanto, não se conseguiu restaurar completamente a rigidez das vigas no seu estado original. Os ensaios estáticos destrutivos para a determinação da resistência à flexão do elemento estrutural mostraram que houve um ganho de resistência à flexão. Observou-se também que a rutura das três vigas se iniciou no contraplacado, pela rutura em bloco no alinhamento vertical dos parafusos. Os ensaios estáticos foram realizados segundo a norma EN 408. O facto de as vigas apresentarem danos distintos e heterogéneos é determinante para o comportamento dos elementos estruturais após a reabilitação e consequentemente para os resultados obtidos.

Área científica: Ciências da Engenharia e Tecnologias
Estudo numérico de paineis difusores acústicos

Palavras-chave: Painéis difusores acústicos

O uso de painéis difusores acústicos no projeto de espaços com maiores exigências acústicas, como estúdios ou salas de espetáculos, é cada vez maior e como tal o seu estudo tem ganho importância. Estes difusores acústicos servem sobretudo para manter uma acústica das salas adequada, sem absorções excessivas e espalhando o som mais uniformemente mas, ao mesmo tempo, eliminando defeitos acústicos como ecos ou zonas sombra. A definição de configurações adequadas para estes painéis é um tema atual e que tem merecido a atenção de muitos investigadores a nível internacional. Esta dissertação tem como objetivo a aplicação de ferramentas numéricas para avaliar as características acústicas deste tipo de sistemas nomeadamente pelo cálculo do coeficiente de difusão, que é um dos principais indicadores para definir a capacidade difusora de um determinado painel e ainda pela obtenção de gráficos de resposta espacial para diferentes geometrias. Este trabalho enquadrou-se no âmbito do projeto FCOMP-01-0202-FEDER-023123 (FunctionalStone), financiado pelo QREN através do Programa Operacional Factores de Competitividade.

Área científica: Ciências da Engenharia e Tecnologias
Ferramentas numéricas para determinação da forma e análise de estabilidade de cascas reticuladas

Palavras-chave: Estruturas reticuladas,Cascas

A crescente complexidade das estruturas de engenharia e a grande necessidade de otimização da fase de análise estrutural de um projeto levou ao desenvolvimento, ao longo dos tempos, de diversas ferramentas computacionais de análise numérica de comportamento de estruturas. Estas ferramentas vieram permitir dar solução a problemas matemáticos que, devido à sua dimensão e complexidade, não são passíveis de serem resolvidos por métodos analíticos. Hoje em dia, existem ainda poucas soluções estruturais que utilizem estruturas em casca reticuladas comparativamente com a quantidade de soluções tradicionais que podem ser encontradas. Um dos fatores mais relevantes para a sua reduzida aplicação prende-se com a complexidade das formas a utilizar. Sabe-se, no entanto, que as estruturas em casca são das estruturas mais eficientes alguma vez construídas, uma vez que conseguem suportar cargas muito superiores ao seu peso próprio sendo muito eficazes na transmissão de cargas. Neste contexto, surge então a presente dissertação com o objetivo de desenvolver duas ferramentas de análise numérica: uma para determinação da forma geométrica e outra para análise de estabilidade e determinação de esforços de cascas reticuladas. Estas ferramentas foram desenvolvidas nas linguagens de programação Octave e Matlab com base em duas ferramentas já existentes em linguagem Fortran. Além do desenvolvimento das duas ferramentas numéricas, a presente dissertação tem também como objetivo aferir as capacidades de cálculo e vantagens de utilização das várias linguagens de programação na resolução deste tipo de problemas. Deste modo, a par com o seu desenvolvimento, procede-se também à aplicação das ferramentas desenvolvidas a alguns casos de estudo para determinação da forma e análise de estabilidade de estruturas. Optou-se pela utilização das linguagens de programação Octave e Matlab porque apresentam como pontos fortes uma iniciação rápida e uma grande simplicidade e eficácia em operações matriciais. A linguagem Octave segue ainda a sintaxe da vertente numérica do software Matlab, sendo bastante similar o desenvolvimento das ferramentas através das duas linguagens. A grande e principal vantagem de utilização da linguagem Octave prende-se com o facto de ser amplamente acessível e de utilização livre.

Área científica: Ciências da Engenharia e Tecnologias
Norma BIM portuguesa

Palavras-chave: Projecto de construção

A utilização de metodologias e ferramentas BIM (Building Information Modeling) tem vindo a assumir um papel importante dentro das Tecnologias de Informação e Comunicação (TIC) no sector da Arquitetura, Engenharia e Construção (AEC). Em Portugal, apesar da crescente utilização destes processos, não existem normas ou diretivas de boas práticas tendo em vista a sua implementação. O mesmo não acontece em países nórdicos ou no Reino Unido em que, para além da definição de normas a sua utilização já é, ou virá a ser obrigatória a curto prazo, em projetos (de obras públicas). O principal objetivo deste trabalho é abordar a utilização da tecnologia BIM e criar uma norma aplicável à realidade portuguesa. Para tal, foram estudados alguns conceitos relevantes para a compreensão da modelação da informação em empreendimentos da indústria da construção tendo por base de trabalho os resultados obtidos na correspondente normalização existente nos países nórdicos e no Reino Unido. Pretende-se também, contribuir para uma dinamização e formação das metodologias de modo a promover a expansão do conceito. É consensual, que existe a necessidade de adquirir conhecimentos sobre as potencialidades da ferramenta para a administrar de forma adequada.

Área científica: Ciências da Engenharia e Tecnologias
Mobilidade sustentável em cidades de pequena e média dimensão

Palavras-chave: sustentabilidade,mobilidade sustentável,cidades médias,índice de mobilidade sustentável,análise multicritério,cidade de Tomar,sustainability,suatainable mobility,medium sized cities,sustainable mobility index,multicriteria analysis,Tomar's city

A mobilidade possui um papel importante no desenvolvimento de uma cidade visto que a existência de boas acessibilidades e facilidade de deslocamento de pessoas e cargas influenciam o crescimento económico e social de uma cidade sendo importante garantir que a proteção do ambiente é considerada nos processos de tomada de decisão. É possível identificar vários exemplos de cidades europeias que adotaram iniciativas de investimento na mobilidade ciclável, melhoria no serviço de transporte público coletivo, penalização da utilização do transporte individual em zonas prioritárias, entre outras. Esta conscientização de que é necessário investir nos modos suaves (modo ciclável e modo pedonal) de transporte e garantir um bom serviço de transporte coletivo está cada vez mais presente para os decisores políticos em Portugal. Contudo, ainda existe alguma oposição na desvalorização da utilização do transporte individual visto ser um dos meios mais utilizados nas viagens pendulares, em especial nas cidades de pequena a média dimensão. Desta forma efetua-se uma análise dos indicadores relacionados com mobilidade sustentável, de modo a propor um índice de mobilidade sustentável com base num conjunto de indicadores que representem as mudanças na mobilidade esperadas nas cidades portuguesas de pequena a média dimensão. O índice de mobilidade sustentável proposto (IPMS) é calculado utilizando o método da soma ponderada, tendo em conta cenários de análise que promovam a mobilidade sustentável da cidade em estudo. Efetua-se a aplicação do índice proposto para a cidade de Tomar localizada no distrito de Santarém e com uma população aproximada de 14644 habitantes. No presente trabalho serão analisados três cenários promotores da mobilidade sustentável de forma a compará-los com a situação atual através dos resultados do índice de mobilidade sustentável proposto (IPMS), obtidos através da análise multicritério.

Área científica: Ciências da Engenharia e Tecnologias
Requisitos de casas passivas para o clima português: Estudo comparativo entre a regulamentação nacional e os requisitos Passive House

Palavras-chave: Desempenho energético de edifícios

Hoje em dia, a preocupação ambiental está presente em tudo o que nos rodeia. O crescente consumo de energia a nível global conduz a um maior consumo de recursos e a todos os problemas ambientais e económicos que são inerentes à produção de energia. Com a implementação duma forma de pensar mais verde, e uma vez que o parque habitacional representa uma grande fatia da energia consumida é importante procurar uma forma de reduzir este consumo. Com este trabalho pretende-se comparar duas metodologias: Passive House Planning Package (PHPP) e Regulamento de Desempenho Energético dos Edifícios de Habitação (REH), avaliando a importância de algumas variáveis, nomeadamente, a eficiência do sistema de ventilação mecânica com recuperação de calor, as pontes térmicas, a espessura do isolamento, a área dos vãos envidraçados, a exposição ao vento, a localização do edifício, as condições de fronteira e o sombreamento. Para esta avaliação foi selecionado um edifício minimalista, onde a área é representativa e o aspeto arquitetónico não influencie a avaliação das variáveis e, posteriormente, simulado utilizando o programa em Excel de ambas as metodologias

Área científica: Ciências da Engenharia e Tecnologias
Análise do tráfego aéreo na Península Ibérica

Palavras-chave: Tráfego aéreo -- Península Ibérica

Esta dissertação pretende fazer uma análise profunda ao tráfego aéreo da Península Ibérica, procurando identificar quais são as linhas orientadoras que caracterizam a sua evolução futura. Procurou-se identificar o que mais condiciona a procura do tráfego aéreo na Península Ibérica, sendo desenvolvido um modelo de procura, tendo como base o modelo gravitacional, e tendo-se ajustado o mesmo aos dados reais. De seguida foram admitidos cenários prováveis de evolução dos parâmetros integrantes do modelo, procurando-se assim identificar os padrões de evolução futuros do tráfego aéreo da Península Ibérica. Antecede os dois capítulos de estudo do tráfego aéreo uma abordagem à situação atualmente existente na Península Ibérica relativamente ao tráfego aéreo e ás suas alternativas

Área científica: Ciências da Engenharia e Tecnologias
Análise do desempenho energético de sistemas de ventilação geotérmica

Palavras-chave: Ventilação de edifícios,Energia geotérmica

O comportamento térmico de um edifício depende de muitos parâmetros, sendo um deles a respetiva massa, com influência direta na inércia térmica. Esta é uma propriedade de grande importância, uma vez que determina a capacidade de o edifício absorver os picos diários de temperatura no Verão e influencia a sua capacidade de utilização dos ganhos solares no Inverno. Permite ainda a poupança de energia quer para aquecimento do edifício quer para o seu arrefecimento, cumprindo assim o principal objetivo definido no artigo 1º do RCCTE. Existem várias estratégias para aumentar a inércia térmica em edifícios com reduzida massa, como é o caso dos edifícios com estrutura metálica constituída por perfis metálicos enformados a frio. Uma destas estratégias baseia-se na utilização de sistemas de ventilação geotérmica (SVG) que, além de suavizarem as variações de temperatura interna do edifício, promovem ainda a renovação do ar no seu interior. A grande inércia térmica do solo permite que, durante o ano, ocorram diferenças de temperatura significativas entre o solo e o ar ambiente. Esta diferença é favorável tanto no Inverno como no Verão e é aproveitada pelas tubagens enterradas que funcionam como um permutador de calor solo-ar. Na presente dissertação foram estudadas as vantagens dos SVG tendo por base uma instalação deste tipo devidamente monitorizada e em funcionamento num edifício residencial em Coimbra. Deste estudo concluiu-se que, quando corretamente dimensionados e sob as condições certas, os SVG têm um efeito positivo no comportamento térmico dos edifícios. Neste trabalho foi ainda apresentado e validado um modelo de previsão do desempenho do SVG que foi posteriormente utilizado para a realização de um estudo paramétrico das variáveis intervenientes no funcionamento destes dispositivos.

Área científica: Ciências da Engenharia e Tecnologias
Avaliação in situ do desempenho térmico de soluções construtivas

Palavras-chave: Desempenho térmico de edifícios

As questões de ordem ambiental têm sido cada vez mais motivo de preocupação a nível mundial, por resultarem em alterações climáticas e consequentes problemas ambientais, sociais e económicos. Em Portugal, o setor dos edifícios é responsável por uma percentagem significativa dos consumos energéticos, sendo também um dos principais responsáveis pelas emissões de dióxido de carbono. Desta forma, é dada grande importância às intervenções ao nível dos edifícios, apostando na promoção da eficiência energética e na adoção de medidas legislativas que obriguem ao aumento dessa eficiência. Sabe-se que o desempenho térmico dos edifícios está diretamente relacionado com o comportamento térmico das suas envolventes, sendo determinante o coeficiente de transmissão térmica. É apresentada neste trabalho uma metodologia para a avaliação in situ do desempenho térmico de soluções construtivas, com recurso a um sistema de medição do fluxo de calor e das temperaturas superficiais e ambientes. Concluídas as medições, essa avaliação pode ser feita recorrendo a cálculos e determinando o respetivo coeficiente de transmissão térmica. O objetivo desta determinação consiste na comparação entre os valores medidos in situ com os valores previstos para o edifício na fase de projeto. Os resultados dos ensaios indicam que pode existir convergência entre os valores do coeficiente de transmissão térmica medidos e os valores de projeto. Durante as medições deve ser mantido um diferencial de temperatura significativo entre o interior e o exterior do edifício. Para além disso, a temperatura interior deve ser mantida o mais estável possível e a duração do ensaio não deve ser inferior a 4 dias. Desta forma, o método pode ser usado na avaliação do desempenho energético de edifícios e na deteção de causas de eventuais patologias.

Área científica: Ciências da Engenharia e Tecnologias
Capacidade difusora de estruturas de cristais sónicos

Palavras-chave: Metamateriais,Cristal sónico

Os metamateriais são estruturas com propriedades físicas particulares, que nos últimos anos vêm sendo estudados em comparação com os materiais convencionais. As estruturas periódicas de cristais sónicos são um caso particular dos metamateriais. Os cristais sónicos são estruturas dispostas periodicamente de forma a apresentar um determinado comportamento ao nível acústico. Dependendo dessas disposições podem-se obter estruturas periódicas a uma, duas e três dimensões. O objetivo deste trabalho é verificar o funcionamento dos cristais sónicos quando estão a desempenhar um papel de difusor e comparar os resultados obtidos com os de uma superfície plana. Para cumprir este objetivo é necessário executar um procedimento experimental e realizar um tratamento de dados para obter os valores do coeficiente de difusão ao longo das frequências

Área científica: Ciências da Engenharia e Tecnologias
Avaliação do comportamento térmico de uma moradia residencial experimental

Palavras-chave: Comportamento térmico de edifícios

Ao longo dos últimos anos a população mundial tem vindo a aumentar exponencialmente, aumentando consequentemente a procura global de energia. Representando os combustíveis fósseis - petróleo, gás natural e carvão - uma elevada percentagem das fontes primárias de energia, e sendo a combustão destes responsável pelo aquecimento global e chuvas ácidas, o problema não persiste somente no aumento da procura de energia mas sim no modo como esta é obtida. Sendo os edifícios responsáveis por grande parte desse consumo de energia e consequentemente por emissões de CO2 para a atmosfera, têm vindo a ser desenvolvidas soluções construtivas capazes de minimizar estes problemas, denominadas de sistemas passivos. No presente documento são apresentadas algumas dessas soluções bem como as suas vantagens e desvantagens. Para além da integração destes sistemas, na conceção de um edifício, há que ter em atenção alguns conceitos bioclimáticos de modo a alcançar mais facilmente as condições de conforto térmico, e consequentemente diminuir os consumos energéticos associados. O objetivo principal deste trabalho consiste na avaliação do comportamento térmico de uma moradia experimental construída em Coimbra. A referida moradia integra um sistema de domótica, o qual tem vindo a monitorizar ao longo dos últimos anos, parâmetros como a temperatura e concentração de CO2 em cada divisão, bem como a controlar o funcionamento do sistema de ar-condicionado e sombreamentos. Em primeira instância, foi feita uma análise dos dados (exteriores e interiores) recolhidos ao longo do ano de 2014, para posteriormente tornar possível a comparação destes com os dados obtidos de simulações numéricas concebidas através do software DesignBuilder, e assim validar o modelo. Desta forma, este trabalho permitiu não só a validação do modelo numérico representativo do sistema instalado na moradia, mas também a eventual implementação de melhorias no sistema, relacionadas com os dispositivos de sombreamento

Área científica: Ciências da Engenharia e Tecnologias
Análise de muros reforçados com geossintéticos - deformação de face

Palavras-chave: Muros de suporte,Geossintéticos

O conceito de reforço de muros de suporte de terras remonta à Antiguidade e evoluiu bastante nos últimos 50 anos, sendo hoje em dia uma técnica corrente em obras geotécnicas. O reforço é possível, ao incorporar materiais com resistência à tração e capacidade de aderência, permitindo que o solo resista a esforços que de outro modo o levariam à rotura. Com o avanço científico-tecnológico da humanidade, os materiais utilizados passaram de naturais, para materiais metálicos e sintéticos, entre eles, os geossintéticos. Atualmente, os muros de suporte reforçados com geossintéticos já são uma válida alternativa aos muros de gravidade, entre outros métodos tradicionais. O dimensionamento destas estruturas também evoluiu, existindo vários métodos de cálculo capazes de verificar a estabilidade global da estrutura – métodos de equilíbrio limite. No entanto, os geossintéticos são reforços extensíveis, que funcionam através da interface solo-reforço criada com a própria deformação do muro e seus elementos, a qual tem de ser controlada, de forma a não criar problemas funcionais e estruturais. É com o intuito de controlar a deformação nos muros reforçados com geossintéticos que o presente estudo foi efetuado. Pretende-se continuar o trabalho desenvolvido por Correia (2003), avaliando a viabilidade do método expedito proposto para o cálculo da deformação de face e das pressões de terras atuantes na face de muros reforçados com geossintéticos. Para atingir esse objetivo, aplicou-se o método expedito proposto por Correia (2003) em quatro problemas diferentes apresentados na literatura. As deformações horizontais da face calculadas comparam-se razoavelmente bem com as observadas nos muros analisados, pelo que se conclui que o método em estudo constitui uma opção relevante para futuras pesquisas e aplicações práticas, uma vez que a solução alternativa e, normalmente utilizada – modelação numérica – é mais complexa e dispendiosa.

Área científica: Ciências da Engenharia e Tecnologias