ESTGV - DEC - Dissertações de mestrado (após aprovadas pelo júri)
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- Dimensionamento Hidrológico e Hidráulico de Passagens Inferiores Rodoviárias para Águas PluviaisPublication . Martins, FranciscoO acentuado desenvolvimento da rede viária nacional registado nos últimos anos implicou a construção de grande número de atravessamentos de linhas de água, sendo muitos deles realizados através de passagens hidráulicas sob aterros. As causas mais frequentes de roturas e deteriorações em vias de comunicação são de natureza hidráulica, devido fundamentalmente à inadequada capacidade de vazão das passagens hidráulicas. Esta lacuna decorre da deficiente determinação do caudal de dimensionamento e do inadequado dimensionamento hidráulico da passagem, com particular ênfase para a obra de dissipação de energia a jusante. Nesta dissertação apresentam-se e analisam-se metodologias de dimensionamento hidrológico e hidráulico de passagens inferiores rodoviárias para águas pluviais e de obras de dissipação de energia a jusante. Com base nas metodologias de dimensionamento hidrológico e hidráulico analisadas, estabelecem-se os critérios de dimensionamento posteriormente utilizados num programa de cálculo automático especialmente desenvolvido para o efeito (HIDROPAS). Este programa, para além de possibilitar o dimensionamento hidrológico e hidráulico de passagens hidráulicas, permite efectuar estimativas de custo por forma a comparar, de modo expedito, diversas soluções alternativas. Para testar o programa HIDROPAS e para análise de passagens hidráulicas já construídas ou ainda só projectadas, efectuam-se aplicações a casos de estudo referentes a obras da JAE e da BRISA, constituídos por passagens hidráulicas, sendo comparados as dimensões obtidas e os custos estimados.
- Modelos de atribuição/simulação de tráfego: o impacto na qualidade dos resultados de erros no processo de modelaçãoPublication . Vasconcelos, AntónioOs modelos de atribuição/simulação de tráfego têm uma larga utilização no âmbito dos processos de planeamento e gestão de sistemas de transportes e, mais especificamente, de redes rodoviárias urbanas, mas a sua aplicação a casos reais é, em muitos casos, complexa e muito exigente do ponto de vista dos recursos envolvidos. De facto, em cada uma das fases de modelação, desde a formulação matemática do problema à aplicação prática do modelo pelo utilizador final, são cometidos “erros” de diferentes tipos (especificação, agregação/simplificação, transferência, computacionais, quantificação), os quais condicionam a precisão das estimativas produzidas e, consequentemente, a aplicabilidade do modelo. Tal facto leva a que nos processos de validação operacional destes modelos se recorra a referenciais, definidos em documentos normativos aceites internacionalmente, relativos aos níveis mínimos de “aderência entre sistemas reais e modelados”. No entanto, nem estes documentos, nem quaisquer outras referências relevantes, apresentam indicações significativas quanto ao modo como os diferentes erros ou imprecisões influenciam a qualidade das estimativas. Tal torna o processo de construção e validação dos modelos uma “arte”, em que a experiência do utilizador é essencial para garantir processos eficientes de modelação. No presente documento apresenta-se uma metodologia que permite simular e avaliar as consequências da ocorrência de erros de quantificação. Essa metodologia pressupõe a existência de uma “base de trabalho”, um modelo de atribuição/simulação de tráfego razoavelmente representativo de uma realidade específica, o que motivou o desenvolvimento do modelo da rede viária da cidade de Coimbra, através do software SATURN. A aplicação da metodologia permitiu melhorar o conhecimento acerca dos padrões espectáveis nas relações entre erros de quantificação dos inputs e a precisão dos outputs, dando assim um contributo para a criação de procedimentos de recolha e tratamento de dados capazes de tornar mais eficiente a aplicação de modelos de atribuição/simulação de tráfego.
- Estrutura geral de custos em obras de reabilitação de edifícios em alvenaria de pedra existentesPublication . Martins, David Mendes; Padrão, José Avelino Loureiro MoreiraA presente dissertação tem como principal objectivo o desenvolvimento de um modelo de estimação de custos associados a um processo de reabilitação de edifícios de alvenaria de pedra existentes. O modelo de custos tem por base orçamentos de obras semelhantes já realizadas. Em primeiro lugar, procede-se à caracterização das paredes de alvenaria de pedra existentes na região de Viseu. Apresentam-se as principais técnicas de reabilitação estrutural de alvenarias de pedra, com referência ao campo de aplicação, procedimento, materiais utilizados, vantagens, limitações, entre outros. Procede-se à criação de uma base de dados que permita, mediante a técnica de reabilitação adoptada, estimar os custos envolvidos no processo. Pretende-se ainda enquadrar as actividades que precedem à fase de construção propriamente dita, avaliando os custos associados aos procedimentos legais que devem ser seguidos neste tipo de obras, as alternativas de seguros existentes e os trabalhos preparatórios. Finalmente, é apresentado um caso de estudo, tratando-se de um edifício inserido no Centro Histórico de Viseu. O diagnóstico, baseado na caracterização das paredes mestras, em alvenaria de pedra regular, antecede e fundamenta a apresentação da metodologia a adoptar em projectos de reabilitação. A intenção de realizar este trabalho é poder contribuir para o desenvolvimento da reabilitação estrutural de edifícios, mais propriamente nas paredes resistentes de alvenaria de pedra.
- Desenvolvimento de ferramenta de cálculo para uma avaliação expedita de estruturas de alvenaria antiga de pedraPublication . Martins, Luís Miguel Soares; Padrão, José Avelino Loureiro Moreira; Vasconcelos, António Luís PimentelEsta dissertação aborda o tema das verificações simplificadas de paredes de alvenaria de pedra. É também descrita a elaboração de um software destinado a aplicar alguma dessas verificações, bem como a aplicação a alguns casos de estudo. São enunciadas algumas classificações importantes de paredes de alvenaria de pedra, é descrita de forma breve a história da construção em alvenaria de pedra em Portugal, assim como os materiais tradicionalmente utilizados na antiga alvenaria nacional. Dada a vastidão de informações sobre as verificações estruturais a realizar sobre paredes de alvenaria, foram escolhidas algumas das mais relevantes para constar desta dissertação. É feita de forma simplificada uma análise comparativa entre três conjuntos regulamentares importantes no panorama mundial, e são descritos os modos de ruptura de paredes de alvenaria e os modos de colapso de estruturas em alvenaria. São descritas as propriedades mais importantes da alvenaria bem como dos seus diversos componentes, e apresentados valores típicos para essas propriedades. É feita uma tentativa de determinação da resistência à compressão e ao corte da alvenaria através de expressões teóricas, sendo para tal apresentados diversos modelos. Dada a frequência e importância dos fenómenos de tombamento de paredes aquando de uma acção sísmica, são apresentados diversos modelos cinemáticos de verificação da estabilidade fora-do-plano. São também apresentadas expressões de verificação ao corte no plano e de estabilidade ao esforço axial. Por fim, é explicado o funcionamento do software ASPAS desenvolvido para aplicar grande parte dos modelos descritos. Foi aplicado o ASPAS a um caso de estudo, e analisado o desempenho do mesmo, explicitando-se as suas potencialidades e inaptidões.
- Reabilitação estrutural de pavimentos rodoviários. Correcção do módulo de deformabilidade das camadas betuminosasPublication . Murtinheira, Filipe Miguel Figueiredo; Baptista, António Miguel CostaO objectivo desta dissertação é o estudo do módulo de deformabilidade das camadas betuminosas em pavimentos flexíveis, mais concretamente, no que respeita à influência da temperatura nesta mesma propriedade. Procura-se estudar os diversos métodos de correcção do módulo de deformabilidade existentes para diferentes temperaturas. Para isso, desenvolvem-se e calibram-se novos métodos com o objectivo de permitir uma correcção expedita e simples do módulo de deformabilidade em função da temperatura, tendose desenvolvido novas abordagens ao nível da estrutura do método e ao nível dos pressupostos em que o método se baseia. Todos os métodos desenvolvidos foram implementados num software intuitivo. Inclui-se ainda neste trabalho uma análise crítica às diversas vantagens e desvantagens de cada método de correcção apresentado, tendo em conta não só a precisão, mas também a consistência e simplicidade. Estuda-se ainda a influência da correcção do módulo de deformabilidade no tempo de vida útil de diversos pavimentos em diferentes condições. Isto permite investigar a relevância dos erros inerentes à correcção do módulo para a obtenção de tempos de vida útil mais fiáveis.The objective of this dissertation is the study of the modulus of bituminous layers in flexible pavements, and mainly the influence of temperature in this property. Several existing methods of temperature adjustment of the modulus are studied. To that end, new methods are developed and calibrated with the purpose of providing an easy and quick adjustment of the modulus based on the temperature. Several new approaches were studied regarding the structure of the adjustment methods and the conjectures they are based upon. All developed methods were implemented in an intuitive software. Also included in the present work is a critical analysis of the various advantages and disadvantages of each adjustment method presented, taking into consideration not only their precision, but also their consistency and simplicity. Additionally, the influence of the temperature adjustment of the modulus on the useful lifetime of pavements under different conditions is studied. This allows the investigation of the relevance of errors inherent to the adjustment of the modulus in the calculation of more reliable useful lifetimes.
- Desenvolvimento de uma aplicação numérica para avaliação da capacidade resistente de pilares de betão armadoPublication . Amaral, Nuno Manuel Almeida; Silva, Paulo Alexandre Silveira Costeira MarquesDevido ao facto de existirem diversos tipos de patologias capazes de reduzir a capacidade resistente de um pilar de betão armado, o presente trabalho tem como objetivo o desenvolvimento de uma aplicação numérica em Ms Excel, permitindo avaliar a capacidade resistente de pilares de betão armado sem nenhum tipo de degradação e com degradação provocada pela ação do fogo sobre o elemento, sendo para isso consultadas e utilizadas as regulamentações atuais (norma NP EN 1992-1-1 e a norma NP EN 1992-1-2). Para a avaliação da capacidade resistente de pilares de betão armado, foi utilizado o método simplificado proposto pelo Eurocódigo 2 - Parte 2 (NP EN 1992-1-2, 2010) designado por “Método da isotérmica de 500 ºC”, para que seja possível efetuar uma análise da perda de capacidade resistente de um pilar exposto a um incêndio e compará-la com a capacidade resistente desse mesmo pilar em condições normais (sem degradação provocada pelo fogo). O trabalho desenvolve-se sobre pilares retangulares com disposição de armadura simétrica, tendo-se recorrido à aplicação numérica em Ms Excel de CSTB (2012) para a obtenção das curvas isotérmicas de 500 ºC e das temperaturas nas armaduras. No final a aplicação numérica é testada com exemplos e os resultados obtidos são comentados.
- Aplicação de mistura betuminosa aberta com betume modificado com alta incorporação de borracha na reabilitação de pavimentos rodoviáriosPublication . Ribeiro, Raul Manuel de Paiva; Baptista, António Miguel CostaEm Portugal, nas últimas duas décadas, verificou-se um forte investimento na construção rodoviária. Actualmente, nota-se uma diminuição na construção de novas estradas. Desta forma, surge, um novo desafio: manter a rede rodoviária construída em bom estado de conservação. Existem diversos processos de reabilitação de pavimentos flexíveis, desde a execução das chamadas "camadas de reforço" até às técnicas de reciclagem de pavimentos degradados, passando, ainda, por técnicas de tratamento das fendas existentes nos pavimentos. Esta dissertação tem como objectivo o estudo da aplicação de betumes modificados com incorporação de borracha em pavimentos rodoviários. Procura-se desenvolver o conhecimento sobre este tema dando particular atenção às múltiplas soluções existentes. É também feita uma breve revisão bibliográfica sobre conservação e reabilitação de pavimentos rodoviários flexíveis, sendo feita referência à sua caracterização estrutural e funcional, às degradações que os afectam e às técnicas de conservação e reabilitação existentes. De seguida, desenvolve-se o tema relacionado com o betume modificado com borracha, onde se mencionam os materiais integrantes, as características e os processos de fabrico. São estudadas as misturas betuminosas com betume modificado com borracha, mencionando os vários tipos de misturas, as principais aplicações, as vantagens e desvantagens e a sua utilização em Portugal. Finalmente, é realizado um estudo de aplicação de várias misturas betuminosas, entre misturas convencionais e modificadas com borracha, para efeito de comparação da sua vida útil.
- Levantamento, diagnóstico e reabilitação de patologia em edifícios residenciais na região de ViseuPublication . Santos, Pedro Miguel Valentim dos; Amaral, Manuel António Pinto da SilvaCorrentemente, existe uma enorme diversidade de patologias que afetam os elementos construtivos dos edifícios existentes. Nesta dissertação pretende-se identificar as patologias em quatro edifícios implantados na região de Viseu, analisar as causas da sua manifestação e posteriormente propor soluções de reabilitação para as mesmas. Selecionaram-se duas das patologias relacionadas com a humidade, uma vez que são as que mais afetam as condições de conforto e estética dos edifícios onde se encontram e elaborou-se um projeto de reabilitação de modo a ser possível executar os trabalhos de reparação das mesmas. Com esta dissertação pretende-se também exemplificar a metodologia de elaboração de um projeto de reabilitação de patologia habitacional.
- Pontes em arco de alvenaria. Estudo de um caso práticoPublication . Morais, Maria José da Cruz; Rouxinol, Gilberto Antunes Ferreira; Pimenta, Paulo Jorge RibeiroAs pontes em arco de alvenaria muito utilizadas no passado para vencer vales são hoje descuradas face às novas tecnologias, nomeadamente, o betão armado pré-esforçado e o aço, que permitem vencer vãos cada vez maiores. Porém, muitas das pontes em arco de alvenaria, por um lado continuam em pleno serviço e, por outro, adquiriram importância patrimonial. Pretende-se assim com este trabalho estudar as pontes em arco de alvenaria, designadamente, o comportamento estrutural, identificar os danos normalmente presentes neste tipo de estruturas e através de um modelo matemático, o método dos elementos discretos misto, 2D, determinar a causa de alguns dos danos visíveis e respetiva capacidade de carga. Para o estudo é considerada uma ponte em arco de alvenaria: a Ponte Românica de Mondim da Beira existente no Município de Tarouca.ABSTRACT: The masonry arch bridges widely used in the past to cross the valleys are today neglected with regard to the new technologies, including the prestressed concrete and steel, which allow the increasing spans. However, many of masonry arch bridges continue in full service and, on the other hand, they gained patrimonial importance. The aim of this work is the study of masonry arch bridges, namely, the structural behavior, identify the damage normally present in this kind of structures and using a mathematical model, the mixed discrete elements method (2D), determine the cause of some visible damage and its bearing capacity. For the study it is considered a masonry arch bridge: the Mondim da Beira Romanesque Bridge existing in the city of Tarouca.
- A rentabilidade como factor primordial na sustentabilidade de sistemas de abastecimento e saneamentoPublication . Rodrigues, Cláudio José Marques; Martins, Francisco José PaulosA evolução do Homem em muito está ligada à presença de água, uma vez que a História diz-nos que as populações começaram a sedentarizar-se perto das margens de rios e afluentes, por forma a terem um acesso rápido e sempre disponível do chamado “ouro azul”, tal é a sua importância para o ser humano, sem o qual não subsistia, quer para beber como para as primeiras actividades agrícolas na produção controlada de alimento. Actualmente, o seu consumo desenfreado em muito contribui para a sua maior escassez como bem natural potável pondo em causa as condições de higiene e sanitárias das populações levando a que ocorra, sobretudo, problemas de saúde nas populações uma vez que a qualidade e quantidade desta é cada vez menor. Assim, tornou-se imperioso criar metodologias que em última análise contribuíssem para o incrementar da salubridade da água existente, quer seja captada directamente na fonte como após ser tratada em estações de tratamento, numa vertente físico-química, tal como, tornar mais eficaz e eficiente o uso da água na vertente de abastecimento. Uma dessas metodologias foi a criação de Indicadores de Desempenho para esses serviços de abastecimento e saneamento, desenvolvidos pela International Water Association (IWA), transpostos para a realidade portuguesa pelo antigo Instituto Regulador de Águas e Resíduos (IRAR), actual, Entidade Reguladora dos Serviços de Águas e Resíduos (ERSAR). Por outro lado, em Portugal, nas últimas décadas, tem-se verificado uma dispersão quer nos valores dos preçários de serviços de águas e saneamento quer na qualidade dos serviços o que constitui uma forte distorção na sua equidade, racionalidade e sustentabilidade. A ERSAR deve ter um papel primordial na regulação económica e de qualidade de serviço de forma a promover a melhoria da eficiência e da eficácia nos serviços públicos de águas. É provável que futuramente ocorram movimentos de integração e de harmonização do sector das águas e saneamento, decorrentes não tanto da vontade dos actores em presença, mas antes da indispensável necessidade de pôr termo à insustentabilidade de muitas situações. Neste sentido, é de grande importância efectuar uma avaliação da evolução do sector das águas e saneamento por intermédio dos indicadores de desempenho para que se reforce a eficiência técnica, económica, ambiental e social dos serviços.ABSTRACT: The evolution of mankind is greatly linked to water presence, as history tells us that people began to sedentarize up near river banks and streams in order to have quick access to the always available so-called “blue gold”, such is it importance for mankind, without which doesn´t subsist even though for drinking or agricultural activities as man began to control food production. Currently, its unbridled consumption seriously contributes to its greater scarcity as well as natural drinking resource, jeopardizing populations’ hygiene and health conditions, leading to especially health problems on populations since its quality and quantity is lowering. Thus, it became imperative to create methodologies that ultimately contributed to the increase of water available wholesomeness, such as being captured directly on the source or, on a physical-chemical matter, after being treated in a treatment plant, becoming more effective and efficient its use on a water supply issue. One of these methods was the creation of performance indicators for water supply and wastewater services, developed by the International Water Association (IWA), adopted for Portuguese reality by the former Instituto Regulador de Águas e Resíduos (IRAR), currently called Entidade Reguladora dos Serviços de Águas e Resíduos (ERSAR). On the other hand, in Portugal, on the last decades, there has been an dispersion such on water supply and wastewater prices, as its services quality, which is a strong distortion in its fairness, rationality and sustainability. Therefore, ERSAR must have a primary role in regulating the economic and service quality in order to encourage improvements on the efficiency and effectiveness in public water. In the future, it is likely to occur movements related to the water and wastewater sector integration and harmonization, arising not so much of the actors involved will, but the indispensable necessity of ending many situations unsustainability. In this logic, it is of great importance to perform an assessment of developments in the water and wastewater through the performance indicators for a strengthening of the technical efficiency, economic, environmental and social services.