AM - TIA - ENG - EM - M - Mestrado em Engenharia Militar
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- Análise de uma infraestrutura crítica dotada de isolamento de base sujeita à ação sísmicaPublication . Falacho, Daniela Carvalho; Guerreiro, Luís Manuel Coelho; Câmara, António Carlos Rainha Perry daA sismicidade histórica de Portugal regista a ocorrência de fortes sismos no passado. Pode afirmar-se que, apesar de os sismos serem inevitáveis, as suas principais consequências não o são. Os danos devido a uma ocorrência sísmica podem ser mitigados; por isso, verifica-se uma necessidade crescente de projetar estruturas capazes de resistir a sismos de forma a serem minimizadas as acelerações induzidas por aquela ação. A aplicação de sistemas de isolamento de base é um tipo de tecnologia que permite salvar inúmeras vidas com a redução dos danos numa estrutura, garantindo a sua operacionalidade quando sujeita a ações sísmicas. O isolamento de base consiste em separar a estrutura do solo, através da aplicação de aparelhos que separam o movimento horizontal da estrutura do movimento sísmico. Pretende-se com este trabalho explorar a aplicação de sistemas de isolamento de base que possa ser utilizada em estruturas consideradas importantes, neste caso o Hospital das Forças Armadas, localizado no Lumiar. Para este estudo foram elaborados um modelo de base fixa e um com base isolada, sendo que foram analisados dois tipos de sistemas de isolamento: com apoios elastoméricos e apoios pendulares com atrito. Os modelos permitiram prever o desempenho da estrutura a partir da análise de resultados dos esforços de corte basal, dos deslocamentos entre pisos e acelerações. Com este estudo conclui-se que a aplicação de um sistema de isolamento de base reduz significativamente a resposta dinâmica da estrutura face um sismo quando comparada com a estrutura de base fixa.
- Analysis of the performance of laminated glass against explosionsPublication . Penedos, João António Lages Picão dos; Matias , Pedro José da Silva Gonçalves; Sovják, Radoslav; Hála,, PetrThis dissertation investigates the performance of laminated glass against explosions, focusing on the dynamic response of glass panels subjected to blast loads. The study aims to assess the behaviour of glass panels under the effect of blast waves and is part of the project "SAERFA - Energy Absorption Systems Using Additive Manufacturing". Then, in a subsequent phase of the project a system that can absorb energy and mitigate the effects of the blast wave will be developed. For this work, two experimental campaigns were conducted. First, an experimental campaign using a shock tube to characterize the action of the blast wave, where pressure and impulse data were collected. Then, an experimental campaign was conducted using the same shock tube with laminated glass samples of different thicknesses to determine their behaviour under blast waves. Afterwards, with all the data collected, numerical models using finite element analysis tools were built. These models helped create pressure-impulse diagrams, providing insights into the failure behaviour of glass subjected to explosions. The agreement between experimental data and numerical results confirms the model's accuracy. The final outcomes demonstrate that laminated glass panels, particularly with increased thickness, can effectively withstand higher blast loads.
- Argamassas de cal aérea com adição de cinza de casca de arroz. Influência das condições de curaPublication . Marques, Ana; Santana, AnaAo longo dos tempos o uso de argamassas faz parte da construção e desempenha na sua durabilidade um importante papel. As argamassas de cal aérea com adição de materiais pozolânicos não são portanto algo recente, dado que no passado estas adições tinham o objectivo de aumentar as propriedades das argamassas de cal aérea ampliando o seu campo de aplicação nomeadamente em ambientes húmidos. No entanto com o aparecimento de novas técnicas e materiais, esta prática caiu em desuso e foram perdidos conhecimentos sobre o uso e aplicação de argamassas de cal aérea com adição de materiais pozolânicos. Actualmente tem-se verificado que as técnicas e soluções de construção que têm vindo a ser aplicadas em intervenções em edifícios antigos nem sempre são compatíveis com os materiais existentes e em vez de contribuírem para uma preservação têm em alguns casos acelerado a degradação desses edifícios. A necessidade de recuperar conhecimentos perdidos em relação às argamassas de cal aérea nomeadamente com adição de materiais pozolânicos com vista a preservar e aumentar a durabilidade num domínio sustentável, tem levado à elaboração e desenvolvimento de muitos estudos e trabalhos nesse sentido. O desempenho de uma argamassa traduz-se na sua durabilidade. As argamassas permitem trocas de meios interiores para exteriores, devido à sua porosidade, e possuem ainda um conjunto de aplicações possíveis. Vários são os factores que conduzem a escolha de determinada argamassa, tais como o fim a que se destina, local em que irá ser aplicada etc. Para um bom desempenho é essencial adequar a argamassa à situação e condição em que vai ser aplicada. Para isso de muito dependem as condições de amassadura e procedimentos de aplicação, assim como as condições de cura. O presente trabalho teve como objectivo estudar a acção pozolânica das cinzas casca de arroz numa argamassa de cal aérea e avaliar como as condições de cura influenciam o desempenho de argamassas de cal aérea com adição de cinzas de casca de arroz. As condições de cura podem ser responsáveis por alterações importantes nas características das argamassas com elas formuladas, considera-se pertinente e actual o desenvolvimento de investigação neste domínio. Para tal foram preparadas duas formulações, com as quais se preparam provetes prismáticos e tijolos nos quais se aplicaram as argamassas como revestimento e submetidos a diferentes condições de cura: cura ambiente, cura seca e cura húmida. Durante a fase de preparação de provetes procedeu-se a um conjunto de ensaios que permitiu caracterizar as argamassas no estado fresco e posteriormente às respectivas curas, em estado endurecido. A par com as formações referidas foi preparada uma argamassa de cal com formulação semelhante que serviu de referência. Este trabalho desenvolvido, que contou com diversas fases, desde a pesquisa, desenvolvimento de campanhas laboratoriais e obtenção de dados, conduziu a resultados e conclusões que permitiram relacionar como as condições de cura influenciam o desempenho das argamassas de cal aérea e cinza de casca de arroz.
- Avaliação do comportamento estrutural de pré-lajes de betão com fibras sintéticasPublication . Almeida, Daniel Teixeira Fernandes Dias de; Pedro , José Joaquim Costa Branco Oliveira; Firmo , João Pedro Lage da CostaO Betão é um dos materiais mais utilizados na indústria da construção. Pode combinar-se com outros materiais (como o aço) para compensar algumas das suas características menos vantajosas, como a sua reduzia resistência à tração e o comportamento pouco dúctil. Nas últimas décadas, tem se assistido ao desenvolvimento de bentões com incorporação de diferentes tipos de fibras, melhorando algumas dessas desvantagens e possibilitando a redução ou eliminação das armaduras convencionais. Neste contexto, apresenta-se nesta dissertação um estudo experimental para avaliar a possibilidade de utilizar pré lajes constituídas por Betão com adição de fibras sintéticas como cofragens perdidas para a Betonagem da laje de tabuleiro de uma ponte a construir em ambiente marítimo. Primeiramente determinaram-se as propriedades mecânicas de Betão simples (como referência) e de Betão com duas dosagens de fibras de poliolefinas (6 kg/m3 e 10 kg/m3). De seguida, foram realizados ensaios de flexão em pré lajes constituídas pelos 3 tipos de Betão com dimensões 100 × 50 × 5 cm3 definidos a partir do caso de estudo, sujeitas a diferentes tipos de carregamento e condições de apoio, que, além de tentarem simular aproximadamente as ações a que serão sujeitas no caso de estudo, pretenderam simular outras possíveis aplicações. Os resultados obtidos nos ensaios mostraram um aumento da carga máxima e da resistência residual pós fissuração com o aumento da dosagem de fibras. Observou-se ainda que nas pé lajes de Betão com fibras foi possível atingir níveis de ductilidade consideráveis. Finalmente, concluiu-se que as pré lajes estudadas apresentam uma resistência suficiente para suportar as ações impostas durante a fase de Betonagem da laje do tabuleiro da ponte.
- Avaliação do comportamento estrutural de pré-lajes de betão com fibras sintéticasPublication . Almeida, Daniel Teixeira Fernandes Dias de; Pedro, José Joaquim Costa Branco Oliveira; Firmo, João Pedro Lage da CostaO betão é um dos materiais mais utilizados na indústria da construção. Pode combinar-se com outros materiais (como o aço) para compensar algumas das suas características menos vantajosas, como a sua reduzia resistência à tração e o comportamento pouco dúctil. Nas últimas décadas, tem-se assistido ao desenvolvimento de betões com incorporação de diferentes tipos de fibras, melhorando algumas dessas desvantagens e possibilitando a redução ou eliminação das armaduras convencionais. Neste contexto, apresenta-se nesta dissertação um estudo experimental para avaliar a possibilidade de utilizar pré-lajes constituídas por betão com adição de fibras sintéticas como cofragens perdidas para a betonagem da laje de tabuleiro de uma ponte a construir em ambiente marítimo. Primeiramente determinaram-se as propriedades mecânicas de betão simples (como referência) e de betão com duas dosagens de fibras de poliolefinas (6 kg/m3 e 10 kg/m3). De seguida, foram realizados ensaios de flexão em pré-lajes constituídas pelos 3 tipos de betão com dimensões 100 × 50 × 5 cm3 definidos a partir do caso de estudo, sujeitas a diferentes tipos de carregamento e condições de apoio, que, além de tentarem simular aproximadamente as ações a que serão sujeitas no caso de estudo, pretenderam simular outras possíveis aplicações. Os resultados obtidos nos ensaios mostraram um aumento da carga máxima e da resistência residual pós-fissuração com o aumento da dosagem de fibras. Observou-se ainda que nas pré-lajes de betão com fibras foi possível atingir níveis de ductilidade consideráveis. Finalmente, concluiu-se que as pré-lajes estudadas apresentam uma resistência suficiente para suportar as ações impostas durante a fase de betonagem da laje do tabuleiro da ponte.
- Avaliação do desempenho técnico de coberturas verdesPublication . Lopes, Filipe Almeida; Silva, Maria Cristina de Oliveira Matos; Afonso, Carlos Alberto RochaUm dos métodos de contribuição para a diminuição dos efeitos nocivos desta enorme exploração passa por interligar o meio urbano com meio ambiente. A construção de coberturas verdes pode trazer benefícios que deverão ser explorados por forma a melhorar as condições atuais. As coberturas verdes são um bom elemento construtivo para promover a diminuição do pico de cheia, os efeitos de ilha de calor, diminuição do teor de CO2 no planeta e a regeneração de habitats naturais, entre outros. Deste modo torna-se necessário avaliar a normalização deste género de cobertura e verificar quais as condições necessárias para se poder afirmar que a elas terão a qualidade desejada, bem como o desempenho técnico pretendido para o tipo de edifício que se projetam (novos ou reabilitados). Este trabalho tem como o objetivo a avaliação do desempenho dos diferentes produtos adotados em coberturas verdes através do confronto entre as exigências dos principais guias técnicos e normas internacionais, FLL e NTJ e as características dos produtos disponíveis no mercado. Com base num levantamento de mercado, pretendeu-se identificar quais os pontos mais criteriosos que se deverá ter em atenção a quando da seleção de um produto do sistema multicamada de uma cobertura verde. Através da realização de um caso de estudo foi possível verificar a importância da certificação bem como a aplicação dos guias técnicos e normas em vigor. Foi realizado uma análise de mercado por parte da fiscalização de obra por forma a obter a melhor proposta e os melhores requisitos a nível dos materiais a aplicar na obra.
- Brittle Mineral Foam In A Sacrificial Cladding Solution For Blast Loading MitigationPublication . Braz, Duarte Alcobia; Lecompte, David; Matias, Pedro José Da Silva GonçalvesA ameaça de engenhos explosivos no campo de batalha continua a ser uma das formas mais eficazes de criar um grande número de baixas. Independentemente do alvo, estruturas ou veículos, é do interesse de países, como Portugal, que têm tropas destacadas em conflitos armados, para mitigar os seus efeitos. No caso dos veículos, estes possuem um sistema de proteção, como a blindagem, para mitigar os efeitos dos projéteis e fragmentos inimigos. No entanto, em caso de ataque com minas ou explosivos, a sua estrutura e os seus ocupantes continuam vulneráveis. Consequentemente, surge o objetivo deste estudo: criação e avaliação de um revestimento de sacrifício. Este sistema funcionará como uma solução para mitigar a quantidade de energia que a estrutura de principal tem de suportar e assim minimizar os seus danos. A solução de revestimento sacrificial adotada neste estudo baseia-se num núcleo de espuma mineral frágil. Este material tem a grande vantagem de ser leve, incombustível e económico. Além disso, tem também uma boa capacidade de absorção de energia. O desenvolvimento deste sistema e a avaliação do seu comportamento submetido a uma explosão ou a uma compressão dinâmica foi realizado através de campanhas experimentais e utilizando também a modelação numérica no software LS-Dyna. Foi verificada a capacidade de absorver energia e mitigar a ação de uma explosão através de um revestimento sacrificial com espuma mineral frágil. Foi verificado que o sucesso desta solução depende não só do seu núcleo mas também do elemento anterior, a placa frontal. Além disso, a própria geometria e configuração da espuma irá influenciar a sua eficiência de absorção.
- Caracterização do estado de degradação dos elementos da envolvente e espaços exteriores de edifícios escolares em serviçoPublication . Luís, João; Colen, Inês; Silva, SóniaO objetivo desta dissertação é a apresentação de uma metodologia para a caracterização do estado de degradação dos elementos da envolvente e espaços exteriores de edifícios escolares em serviço. O objeto de estudo da dissertação é constituído por duas escolas básicas do 1º ciclo. Foram realizadas inspeções aos dois edifícios, com o objetivo de fazer o levantamento das anomalias existentes. É de referir que a metodologia desenvolvida poderá ser utilizada na caracterização de outros edifícios escolares. Foi organizada uma base de dados, tendo em conta a caracterização funcional e a construtiva das escolas e na informação recolhida nas inspeções levadas a cabo durante as visitas efetuadas às escolas. A base de dados permitiu a realização de uma análise estatística, cujo conteúdo permite fazer a caracterização pretendida dos edifícios. As anomalias foram classificadas com base em níveis de gravidade, divididos em três níveis: 1 (menos grave), 2, e até 3 (o mais grave). As anomalias foram divididas por elementos fonte de manutenção e por espaços funcionais. Desta forma, foi possível fazer a análise dos espaços funcionais mais afetados, associando a degradação ao tipo de utilização, bem como verificar quais os elementos fonte de manutenção mais afetados. Através da utilização de informação recolhida em 2007, foi possível fazer a análise da evolução do estado de degradação dos edifícios escolares objeto de estudo e verificar se o plano de manutenção proposto por Silva (2011) foi, ou não, implementado. Verificou-se que as anomalias mais frequentes correspondem a fraturas ou elementos partidos, a elementos em falta, a elementos sem funcionamento ou à presença de detritos. Foi verificado que o aparecimento destas anomalias pode ser relacionado com o tipo de utilização, com a falta de atividades de manutenção e com a escolha dos materiais, variando para cada escola. A comparação entre os resultados obtidos através da aplicação da metodologia aos dados de 2013 e aos resultados obtidos com os dados de 2007, permitiu verificar que, de uma forma geral, o nível de gravidade das anomalias piorou. Assim, com esta dissertação foi possível verificar a existência de indícios de que, em termos gerais, a manutenção planeada não foi executada nos prazos estabelecidos. Foi possível concluir que, caso os prazos estipulados para as atividades de manutenção tivessem sido cumpridos, muitas das anomalias observadas não teriam ocorrido e as que persistiram teriam sido corrigidas.
- Caracterização do Estado de degradação dos elementos interiores de edifícios escolares em serviçoPublication . Nogueira, Wilson; Colen, Inês; Mª Cancela, SilvaA presente dissertação tem como principal objetivo a caracterização do estado de degradação dos elementos interiores de edifícios escolares em serviço. Foram objeto de estudo duas escolas básicas de primeiro ciclo, às quais foram realizadas inspeções para verificação das diversas anomalias apresentadas pelos elementos interiores, com vista à caracterização do estado de degradação dos mesmos. A caracterização funcional e construtiva das escolas, associada às informações recolhidas pelas inspeções, permitiu a organização de uma base de dados que foi usada para a realização de uma análise estatística. A metodologia utilizada para a caracterização das duas escolas visou a atribuição de níveis de gravidade às anomalias. Simultaneamente, fez-se referência em que espaços funcionais das escolas as anomalias se localizavam, bem como quais os elementos fonte de manutenção afetados. Esta informação permitiu a caracterização do estado de degradação dos elementos interiores da construção e respetivos espaços funcionais. Com o acesso ao registo das anomalias identificadas nestas escolas em 2007 e utilizando a mesma metodologia verificou-se, com a comparação de níveis de gravidade, a evolução do estado de degradação das duas escolas, analisando ocorrência das atividades de manutenção periodicamente estipuladas. As anomalias com maior recorrência nas escolas referem-se ao descasque e à escamação, maioritariamente nos revestimentos de paredes e nas pinturas, e referem-se também ao deficiente funcionamento de alguns equipamentos, que resultaram da ausência da manutenção prevista. Algumas anomalias têm relação direta com humidade, nomeadamente infiltrações,empolamentos e descasque de pinturas. Com a comparação de resultados obtidos pela classificação das anomalias presenciadas em 2013 e em 2007, concluiu-se que maioritariamente foi mantido o estado de degradação durante o intervalo entre as duas inspeções. Com a conclusão deste trabalho verificou-se que, se as atividades de manutenção tivessem sido realizadas mediante os prazos estipulados, muitas das anomalias não teria ocorrido, levando ao prolongamento do nível funcional dos diversos elementos da construção.
- Comparação de modelos de grelha e de elementos finitos de laje na modelação de estruturas de edifícios de betão armadoPublication . Neves, LuísNesta dissertação é proposto comparar os resultados, para uma laje de pavimento, obtidos por uma análise de um modelo de elementos de laje e pela análise de um modelo de elementos de grelha. Em cada modelo é testada a influência do momento torsor e da rigidez de torção, respectivamente. Embora os dois modelos não estejam ao mesmo nível de utilização por parte dos engenheiros civis, importa saber quais as vantagens e quais os pontos fracos a ter em conta em cada modelo. Ambos os modelos foram testados com o auxílio do programa de cálculo automático SAP2000, usando elementos básicos do programa para modelar os elementos de laje e os elementos de grelha. A comparação dos resultados é organizada em 3 partes. Esta inicia-se na análise da rigidez lateral da estrutura, onde se pretende averiguar a influência global de cada modelo na estrutura. Posteriormente comparam-se os deslocamentos a fim de perceber qual o modelo que permite maiores flechas. Na terceira parte são analisados os esforços, com as variantes da torção. Nesta pretende-se estudar as variações dos esforços de modelo para modelo, averiguando o efeito da consideração ou não da parcela da torção.