http://hdl.handle.net/10362/1037 DEC_PhD 2013-05-18T19:14:36Z http://hdl.handle.net/10362/9072 Title: Análise não linear da interacção dinâmica solo - estaca em areias secas: um estudo numérico e experimental Authors: Silva, Mónica Gisela Monteiro da Abstract: A presente dissertação consiste num estudo experimental e num estudo numérico não linear exploratório em modelos físicos, envolvendo fundações com estacas em areia seca, ensaiados no simulador dinâmico 1 g, multiaxial, do Laboratório Nacional de Engenharia Civil (sistema nomeado oficialmente por LNEC 3G). O solo utilizado nos ensaios foi a conhecida areia de Fontainebleau. As estacas modelo de fundação consistiram em tubos de secção circular vazada em alumínio com dimensões definidas para trabalharem com comportamento flexível. Comparou-se a resposta, no que se refere à interacção cinemática e inercial, duma estaca isolada naquela areia, realizando ensaios com e sem carregamento vertical axial. Durante o desenvolvimento do trabalho de investigação e para a contenção do modelo físico a ensaiar sobre a mesa sísmica, estudaram-se algumas soluções de reservatórios e a influência das suas paredes na resposta dos modelos em ensaios dinâmicos numericamente simulados. Dimensionou-se em regime linear um “reservatório flexível” do tipo Equivalent Shear Beam (ESB) que tinha como objectivo acompanhar as configurações deformadas de vibração duma coluna de areia estimadas usando o método linear equivalente (MLEQ). Ponderando aspectos técnicos e disponibilidades financeiras, construiu-se o primeiro protótipo de reservatório ESB em Portugal que consistiu na intercalação de aros leves metálicos em alumínio de secção vazada e de tiras flexíveis em borracha de Shore A 30/35. Foi testado o desempenho real do reservatório construído, quer vazio, quer em condições de serviço ou seja, cheio de areia. Esta avaliação consistiu em: i) ensaios de rigidez estática com patamares de carga e descarga, previamente definidos através de simulações numéricas; ii) vibração livre sob ruído ambiente; iii) ensaios dinâmicos unidireccionais, horizontais, realizados em plataforma sísmica triaxial (LNEC 3G). Nos ensaios dinâmicos das fundações em modelo físico, as estacas foram colocadas no reservatório vazio e este foi depois cheio, de forma controlada, com recurso ao chuveiro de areia do LNEC (técnica de pluviação a seco). O chuveiro de areia foi adaptado às condicionantes geométricas dos modelos. Foi explorada a vantagem aparente da função matemática Sinc (t) que apresenta uma amplitude espectral constante numa banda de frequências, que pode ser escolhida com base no seu interesse para o sistema em estudo (no domínio da frequência a função é do tipo denominado por rectangular/boxcar – termo usado em teoria de sinais). Esta característica especial da função Sinc (t) criou a expectativa de com um conjunto limitado de realizações, obter a resposta duma estrutura a uma gama escolhida de amplitudes máximas do movimento, fixando uma duração e um determinado conteúdo em frequências. O estudo numérico consistiu em análises não lineares explícitas no domínio do tempo com rotinas programadas e compiladas no FLAC. O seu principal objectivo foi procurar reproduzir os resultados experimentais com uma lei de comportamento mecânico do solo relativamente simples, o que traria vantagens em termos de tempo de cálculo na área do projecto. Description: Dissertação apresentada à Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa para obtenção do grau de Doutor em Engenharia Civil 2012-01-01T00:00:00Z http://hdl.handle.net/10362/8794 Title: Ligação viga - pilar de alto desempenho sísmico Authors: Reis, Ana Rita Faria Conceição de Sousa Gião Gamito Description: Tese para obtenção do Grau de Doutor em Engenharia Civil, especialidade Estruturas 2012-01-01T00:00:00Z http://hdl.handle.net/10362/8793 Title: Comportamento e modelação da ligação GFRP/betão em elementos de betão armado expostos a ambientes agressivos Authors: Biscaia, Hugo Emanuel Charrinho da Costa Abstract: O presente trabalho incide sobre a degradação da ligação GFRP/betão devido à exposição a agentes ambientais. A motivação para a realização deste estudo surge com o aumento do número de reforços de estruturas através da aplicação de materiais compósitos de matriz polimérica para os quais, por terem um período ainda curto de aplicação, é ainda desconhecido o desempenho das ligações FRP/betão a longo prazo. Em particular, o real conhecimento do desempenho destas ligações quando expostas às adversidades ambientais tais como ambientes salinos, húmidos ou secos, gelo/degelo ou a temperaturas altas (próximas de Tg) é ainda deficiente. Acresce‐se maior motivação dada a localização do território português, no qual diversas regiões possuem importantes amplitudes térmicas ou ambientes salinos. A aplicação dos compósitos de FRP em vigas de betão armado proporciona um aumento substancial na sua ductilidade e resistência última. No entanto, no reforço de vigas de betão armado, as capacidades dos compósitos de FRP não são alcançadas deixando por mobilizar muito material aquando do seu descolamento das superfícies coladas de betão. A análise e compreensão dos desempenhos dos compósitos de FRP e da ligação tornam necessária a definição de critérios de ruptura que possam estimar o descolamento prematuro dos compósitos de FRP. Tais critérios têm sido implementados em programas comerciais de cálculo automático ajudando o projectista a estimar as resistências últimas dos elementos estruturais de betão armado reforçados com compósitos de FRP. Neste trabalho foram realizados ensaios de corte duplo de provetes cúbicos de betão colados com compósito de GFRP. Mantendo o mesmo comprimento de colagem de cerca de 150mm, foram estudados outros parâmetros tais como os efeitos da imposição de tensões normais de compressão (perpendiculares à superfície de colagem), das exposições a ciclos de nevoeiro salino, a ciclos de marés (seco/molhado), a ciclos de temperatura entre +7,5°C a +47,5°C e entre ‐10°C a +30°C. Os resultados permitiram constatar que, na ruptura, a ligação tem um comportamento segundo o critério de ruptura de Mohr‐Coulomb pelo que, foram determinados os ângulos de atrito interno e coesões da ligação para as diferentes condições ambientais. Realizaram‐se também 47 ensaios à flexão de vigas de betão armado sendo que 3 vigas têm dimensões mais similares à reais e as restantes vigas de secção rectangular de menores dimensões com o propósito de analisar a degradação da aderência entre o compósito de GFRP e o betão. Para os diferentes agentes ambientais, diversos parâmetros foram estudados e comparados com a situação de referência (sem qualquer envelhecimento acelerado) tais como a tensão de aderência máxima da ligação, a força máxima transmitida ao compósito de GFRP, a extensão máxima, os deslocamentos relativos entre materiais e a energia de fractura. Recorreu‐se a um programa de cálculo que permitiu modelar a ligação GFRP/betão e cujos resultados numéricos foram comparados com os experimentais. Propõem‐se ainda metodologias de cálculo para estimar o descolamento do compósito de GFRP e cujos resultados são ainda comparados com algumas normas ou códigos internacionais. Description: Dissertação para a obtenção do Grau de Doutor em Engenharia Civil, na Especialidade de Estruturas pela Universidade Nova de Lisboa 2012-01-01T00:00:00Z http://hdl.handle.net/10362/7601 Title: Avaliação da segurança de pontes existentes: abordagem probabilística bayesiana Authors: Jacinto, Luciano Alberto do Carmo Abstract: A avaliação da segurança de pontes existentes tornou-se uma actividade de reconhecida importância. A constatação da existência de um número significativo de pontes carecendo de trabalhos de reparação, aliada à ocorrência, ainda que esporádica, de acidentes graves, com consequências extremamente gravosas, desencadeou em anos recentes a realização de vastas campanhas de inspecção a essas estruturas. Por razões económicas e de segurança, é imperativo assegurar que as pontes, como elementos vitais das infra-estruturas de transporte terrestre, se mantenham numa condição aceitável e com elevados níveis de fiabilidade. Por outro lado, os fundos disponíveis para trabalhos de manutenção e reforço são em geral escassos, o que para os donos de obra constitui um enorme desafio. Constata-se que a maioria dos países, incluindo Portugal, não dispõe de documentação específica que sirva de orientação ou que regule a avaliação da segurança de pontes existentes. Assim, quando o problema se coloca, recorre-se aos mesmos regulamentos usados no projecto de estruturas novas, prática que não se mostra satisfatória. Com efeito, tem havido várias experiências de pontes que foram classificadas como inseguras pela aplicação dos critérios tradicionais de segurança, mas que uma análise probabilística veio a demonstrar que possuíam níveis de fiabilidade aceitáveis. Isto mostra que uma avaliação estrutural feita recorrendo apenas aos regulamentos vocacionados para projecto de estruturas novas pode conduzir ao dispêndio desnecessário de fundos com trabalhos de reparação e reforço. Não admira pois que as metodologias probabilísticas tenham vindo a ganhar aceitação crescente, particularmente no domínio das avaliações estruturais. Entre essas metodologias, as metodologias Bayesianas devem ser mencionadas. Com efeito, uma das características das avaliações estruturais consiste na recolha sistemática de informações da ponte em avaliação e o uso dessa informação a fim de avaliar de forma mais realista a segurança da ponte. Como se demonstra neste trabalho, as metodologias Bayesianas revelam-se úteis, por permitirem actualizar modelos probabilísticos pela incorporação de informação mais recente, e isto sem ignorar informação anterior. Description: Dissertação desenvolvida no Laboratório Nacional de Engenharia Civil ao abrigo do protocolo existente entre o ISEL e o LNEC, e submetida à Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa para obtenção do grau de doutor em Engenharia Civil 2011-01-01T00:00:00Z