ISEC - Dissertações de Mestrado
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- Estudo da resistência ao fogo de pilares de aço inserido em paredesPublication . Simões, Carina Teixeira; Correia, António José Pedroso de MouraO comportamento ao fogo de pilares de aço inseridos em paredes de edifícios é substancialmente diferente dos pilares quando isolados. O contacto com as paredes provoca por um lado um efeito de redução das temperaturas, revelando-se de certa forma favorável em termos de comportamento ao fogo, mas por outro lado provocando um aquecimento diferencial das secções levando ao aparecimento de esforços desfavoráveis (momentos fletores) nos pilares, aumentando a instabilidade. Este último fenómeno designa-se de “Thermal Bowing”, provocado pelo aquecimento diferencial, deve ser avaliado por uma quantificação rigorosa das temperaturas nos perfis de aço. O estudo foi realizado em dois níveis, numérico e experimental. Foram testados pilares inseridos em paredes de alvenaria, tanto com a alma paralela como perpendicular à parede. Pretendeu-se assim, avaliar o efeito da ação térmica diferencial no comportamento estrutural dos pilares e concluir qual o efeito das paredes sobre estes na sua resistência estrutural. Foram ainda alvo de análise o nível de carregamento e a esbelteza do pilar. Compararam-se os resultados dos ensaios experimentais com os estudos numéricos, reproduzindo as condições utilizadas nos ensaios experimentais, por forma a contribuir para o desenvolvimento/melhoria dos métodos de dimensionamento dos pilares em situação de incêndio. O programa experimental comportou a realização de ensaios em pilares de aço de secção H, embebidos em paredes. A modelação numérica dos ensaios foi realizada utilizando o programa de computador de elementos finitos ABAQUS, elaborando-se uma análise geométrica e material não - linear. Os principais resultados deste trabalho de investigação foram uma melhor avaliação da evolução de temperaturas na secção transversal dos pilares de aço com aquecimento diferencial, inseridos em paredes, deslocamentos, forças de restrição e esforço axial daí decorrentes. A partir destes resultados, realizou-se uma análise detalhada do deslocamento do centro de gravidade ao longo do tempo, provocada pela degradação das propriedades mecânicas do aço.
- Estudo do comportamento ao fogo de ligações viga-pilar em estruturas de açoPublication . Martins, Tiago Miguel Simões; Correia, António José Pedroso de MouraA utilização de estruturas metálicas na construção civil, tem vindo a ser cada vez mais recorrente, pois o recurso a este tipo de solução têm-se revelado bastante benéfica, dada a leveza, resistência e facilidade quer no fabrico quer na montagem em obra, bem como as vantagens relativas à sustentabilidade na construção. No entanto o aço mostra algumas debilidades na ocorrência de fogo e consequente aumento da temperatura, pois nesta situação tem um desempenho inferior quando comparado com outro tipo de soluções estruturais como por exemplo estruturas em betão armado, originando por vezes o recurso a medidas de proteção dos elementos, que implicam custos adicionais. As ligações dos elementos no desenvolvimento da estrutura, são elementos críticos e em situação de incêndio estão sujeitos a esforços substancialmente diferentes dos ocorridos à temperatura ambiente, a rotura de um destes elementos pode ser fatal para uma estrutura, podendo levar a mesma ao colapso parcial ou total. Neste trabalho são analisados modelos numéricos, com recurso ao software ABAQUS, tendo sido modelados três tipos de ligação pilar-viga. O foco de estudo é a zona da ligação pelo que só se aqueceu a zona circundante da mesma, não se aquecendo a parte superior dos pilares, por se encontrar parcialmente protegido devido ao contacto com a laje.
- Modelação por séries temporais : aplicação à estimação da produção de açoPublication . Mateus, Balduíno Patrício César; Margalho, Luís Manuel Santos MeloCada vez mais a globalização tem a noção da importância de efetuar previsões frente a alguns fenómenos que podem ocorrer, como por exemplo catástrofes naturais ou conflitos armados, uma vez que estes são um dos factores que apresentam grande influência na estabilidade económica e política de um país. Por consequência as empresas têm desenvolvido a procura de respostas sólidas de forma a reunir condições bastante suficientes para que se faça frente aos problemas. O presente estudo utiliza as séries temporais (ARMA e SARIMA) de forma a ser possível a construção de um modelo de previsão que melhor se ajusta aos dados de produção do aço, no caso, o país da comunidade europeia com valor de produção e consumo significativo de aço (Alemanha). Com a utilização das séries temporais, foi possível apresentar previsões que melhor se ajustam num espaço de tempo de 5 anos. Neste trabalho é apresentado um estudo exploratório relativamente à produção do aço, tendo como base de estudo a produção de ferro/aço da Alemanha. A previsão mostra o crescimento do processo que futuramente pode ser uma mais valia as empresas devido a sua eficiência no que diz respeito à produção de aço, gerando assim práticas sustentáveis e saudáveis ao meio ambiente. Também foram apresentados fatores que podem ser importantes para uma futura prática da economia circular. A ferramenta utilizada para o desenvolvimento e análise do estudo estatístico é o software open source R studio.
- Tirantes de betão armado com varões de fibra de vidroPublication . Bento, Gonçalo André Lopes; Carmo, Ricardo Nuno Francisco do; Costa, Hugo Sérgio SousaO aparecimento da fibra de vidro deve-se à pesquisa de novos materiais. No século XIX, as fibras de vidro foram pela primeira vez tecidas. Só mais tarde, durante o século XX, com o desenvolvimento de resinas foi possível produzir a fibra de vidro como material compósito. Ainda durante a 2ª Guerra Mundial foi construído um avião de combate em fibra de vidro. Desde então sofreu um grande desenvolvimento, tendo sido aplicada nas mais diversas indústrias. Recentemente, a fibra de vidro tem sido também aplicada em estruturas na construção civil. Nos últimos anos tem havido uma crescente investigação acerca das estruturas de betão armado com armaduras de fibra de vidro (GFRP). A análise de parâmetros como a fendilhação, a deformação e a contribuição do betão entre fendas, é fundamental para a compreensão do comportamento desse material compósito. A aderência entre os varões e o betão é condicionada pela resistência do betão e pela superfície das armaduras, podendo estas propriedades influenciarem a evolução dos parâmetros atrás referidos. Contudo, a investigação neste domínio ainda está pouco desenvolvida e carece de mais estudo, para que seja possível a sua aplicação em estruturas de uma forma mais criteriosa e abrangente. Pretendeu-se conjugar as vantagens do betão estrutural de agregados leves (BEAL), bom desempenho de resistência e a reduzida densidade, com as dos varões de GFRP, sendo necessário estudar o seu comportamento em conjunto para uma boa compreensão dos fenómenos inerentes a esta combinação de materiais. Neste trabalho analisam-se vários parâmetros fundamentais ao comportamento de elementos de BEAL reforçado com varões de GFRP, nomeadamente: a aderência da interface betão-armadura, a fendilhação, tension stiffening effect e a deformação. Para esta análise, considerou-se a variação da resistência mecânica do BEAL, do tipo de armadura de reforço (aço e GFRP) e o diâmetro dos varões. Foi desenvolvido um programa experimental que contempla um total de doze tirantes de betão armado, seis com varões de GFRP e seis com varões de aço, de forma a poder efectuar-se uma comparação directa. Foram também incluídos no programa experimental trinta e seis provetes de ensaios pull out, dezoito com armaduras de fibra de vidro e dezoito com armaduras de aço, igualmente com o objectivo de comparação dos resultados. Na análise dos resultados foi possível verificar as diferenças entre o uso de armaduras de GFRP e de aço nos parâmetros em estudo, assim como a influência da resistência dos BEAL e dos diâmetros das armaduras. Verificou-se que a largura de fendas, bem como as deformações nos tirantes com armaduras de GFRP foram superiores às observadas com armaduras de aço. No que diz respeito à aderência foram observadas menores tensões nas armaduras de GFRP.