Fundações

Código:

MESTEC05

Sigla:

FUN

Áreas Científicas
Classificação	Área Científica
OFICIAL	Construção Civil e Engenharia Civil

Ocorrência: 2024/2025 - 1S

Ativa?	Sim
Unidade Responsável:	Departamento de Engenharia Civil e Georrecursos
Curso/CE Responsável:	Mestrado em Estruturas de Engenharia Civil

Ciclos de Estudo/Cursos

Sigla	Nº de Estudantes	Plano de Estudos	Anos Curriculares	Créditos UCN	Créditos ECTS	Horas de Contacto	Horas Totais
MESTEC	7	Plano Oficial	1	-	6	49	162

Língua de trabalho

Português e inglês

Objetivos

JUSTIFICAÇÃO: A temática de Fundações é uma área importante na formação dos Engenheiros Civis, particularmente os que, em projeto ou produção (Direção de Obra, Fiscalização ou pelo), lidam diretamente com estruturas. Estas cobrem empreendimentos tão diversos como edifícios, pavilhões industriais, pontes e outras estruturas especiais. Nesta disciplina, a conceção, o dimensionamento, a construção e o controlo de qualidade da fundação em função do binómio “classe do maciço – tipo de estrutura”, é tida à luz dos diferentes tipos de soluções, procurando identificar os principais condicionalismos que lhes estão associados. A importância de uma boa formação nesta área de engenharia civil advém do facto de a maioria dos danos ou avarias em edifícios e outras estruturas, serem devidos a insuficiências nas fundações.  Tal resulta de insuficiência de prospeção e caracterização dos maciços envolvidos pelas mesmas, o que induz conceções e métodos de dimensionamento de fundações inadequados. O advento e consolidação de novos critérios de dimensionamento baseado em estados limites últimos e estados limites de serviço (utilização) impõem a sua adaptação às fundações, tendo como referência os procedimentos e critérios da nova regulamentação europeia expressa nos códigos estruturais. O Eurocódigo 7 faz jus destes princípios e é a base do desenvolvimento dos conceitos e aplicações práticas que se desenvolvem com os alunos de FUNDAÇÕES. OBJETIVOS: Assimilação de conhecimento dos tipos principais de fundações (sapatas, ensoleiramentos, estacas: isoladas e em grupo), suas particularidades e especificidades condicionadas pelas naturezas dos maciços. Aprofundamento dos processos de reconhecimento geotécnico e métodos de caracterização. Ensino dos princípios e metodologias de dimensionamento geotécnico e estrutural de fundações diretas e indiretas, isoladas e em grupo. Conhecimento das técnicas de melhoramento de maciços e reforço de fundações. Contacto com os diferentes tipos de soluções do mercado, descrevendo os principais condicionalismos que lhes estão associados, tanto no que respeita aos métodos de execução como ao dimensionamento. Aprendizagem dos métodos de dimensionamento, na perspetiva do projeto geotécnico à luz da nova regulamentação dos Eurocódigos (EC1, EC2, EC7 e EC8-parte 5), identificando bem a segurança aos estados limites de serviço (ELS) e estados de limite últimos (ELU). COMPETÊNCIAS E RESULTADOS DE APRENDIZAGEM: Conhecimento: Desenvolvimento de competências no âmbito da conceção e dimensionamento de elementos de diferentes tipos de fundações: fundações diretas (sapatas; ensoleiramentos); fundações indiretas (estacas; grupos de estacas; maciços de encabeçamento). Compreensão: Interpretar e analisar os elementos de projeto de fundações. Identificar aspetos condicionantes em casos concretos com vista à escolha das soluções adequadas. Aplicação: Aplicação dos conhecimentos adquiridos na conceção e dimensionamento de fundações. Análise: Discussão e análise crítica das várias soluções de fundações, enquadrando os aspetos relativos a várias condicionantes, aspetos tecnológicos da construção, tempo de execução da obra e relação custo/benefício. Síntese: Desenvolvimento de competências para a conceção e dimensionamento de soluções de fundação. Avaliação: Avaliar diferentes soluções de projeto de fundações. Identificar e criticar as vantagens e desvantagens de diferentes soluções.

Resultados de aprendizagem e competências

Os resultados que são perseguidos na aprendizagem das matérias desta unidade têm como objetivo o ganho de competências para a conceção e elaboração de projetos de fundações, sua execução e controlo de qualidade, congregando a racionalidade da teoria com o empirismo de muitas formulações e metodologias práticas.

Pelo facto de as teorias que tratam do dimensionamento das fundações ou dos seu reforços limitadas por serem fortemente condicionadas pela natureza tão heterogénea quanto singular dos terrenos, procura-se integrar na aprendizagem o gosto pela inovação e, por isso, criar competências de investigação e desenvolvimento. 

Modo de trabalho

Presencial

Pré-requisitos (conhecimentos prévios) e co-requisitos (conhecimentos simultâneos)

CONHECIMENTOS PRÉVIOS: Idealmente todas as UCs da área de Geotecnia. De facto, esta unidade curricular tem direta dependência com três outras a montante que a precedem: Geologia de Engenharia (GE-L.EC), Mecânica dos Solos (MS-L.EC) e Engenharia Geotécnica (EG-M.EC). Estas duas últimas são em grande medida uma importante base para conhecimentos dos critérios gerais da caracterização dos maciços terrosos, das teorias da Mecânica dos Solos e da sua aplicação ao dimensionamento de fundações diretas. A última unidade curricular, no primeiro semestre dos dois anos do M.EC, aborda a capacidade de carga e assentamentos de fundações diretas em sapatas isoladas), servindo de mote ao lançamento da primeira parte do programa de Fundações. A sensibilização para a geomecânica é muito dependente da formação na classificação dos maciços terrosos e rochosos que se faz na unidade curricular de Geologia de Engenharia. Não deixa de ser importante e relevante para o bom encaminhamento das novas matérias (mais específicas), a parte ativa que o responsável da unidade curricular de FUNDAÇÕES tem nas unidades curriculares que a precedem e a baseiam, particularmente as de MS e EG.

Programa

1 – Bases de Dimensionamento Geotécnico e Segurança.

2 – Reconhecimento Geológico-Geotécnico.

3 – Fundações superficiais: sapatas, ensoleiramentos, interação solo-estrutura.

4 – Fundações indiretas solicitadas por ações verticais e horizontais (estacas, grupos de estacas, capacidade de carga axial, comportamento face a ações horizontais, maciços de encabeçamento, etc.)

5 – Reforço de fundações

Conteúdo Científico – 50%
Conteúdo Tecnológico – 50%

Bibliografia Obrigatória

CEN: European Committee for standardization; Eurocode 7 – Geotechnical design. Part 1: General Rules (2004).
Manuel António de Matos Fernandes; Analysis and design of geotechnical structures. ISBN: 978-0-367-02663-9 (Disponível em: https://www.taylorfrancis.com/books/e/9780429398452)

Bibliografia Complementar

Donald P. Coduto; Foundation design. ISBN: 0-13-589706-8
CEN: European Committee for standardization; Eurocode 7 – Geotechnical design. Part 2: Ground investigation and testing (2007).
CEN: European Committee for standardization; Eurocode 7 – Geotechnical design. Part 3: Design assisted by field testing (1999)

Métodos de ensino e atividades de aprendizagem

O programa é exposto em aulas teóricas de duas horas (duas semanalmente) onde, com recurso a meios audiovisuais correntes, se procura interessar os alunos para os condicionalismos geotécnicos que impõem especificidades das metodologias de caracterização geotécnica de maciços com vista á seleção de fundações mais adequadas ao bom comportamento dos edifícios e estruturas em geral. Intervalando esta exposição teórica com algumas visitas a obras de fundações correntes e, muito particularmente, de fundações especiais (com relevo muito especial às estacas), desenvolvem-se as aulas teórico práticas, com duração de 1,5 horas (uma por semana), onde se vão acompanhando as sucessivas matérias introduzidas nas aulas teóricas, sendo resolvidos alguns problemas práticos de casos de fundações diretas e indiretas. Os alunos são ainda convidados a realizar dois trabalhos (em grupos de dois a três elementos). Um primeiro cujo objetivo do trabalho consiste em realizar uma análise de interação solo-estrtura, englobando a interpretação dos resulstados do estudo geológico-geotécnico, a selecção de métodso de análise e dimensionamneto e a interpretação de resultados. No segundo, os alunos são convidados a definir uma solução em estacas para a fundação do pilar de um ponte de grandes vão devendo a solução ser detalhada até à definição completa das dimensões e armaduras das estacas e do respetivo maciço de encabeçamento. Na parte final do programa, destinam-se algumas horas de aulas teóricas para um módulo informativo (e fortemente ilustrado) sobre reforço de fundações, procurando-se nas últimas duas semanas realizar visitas a obras de reforça de fundações. 

Tipo de avaliação

Avaliação distribuída sem exame final

Componentes de Avaliação

Designação	Peso (%)
Trabalho escrito	30,00
Teste	70,00
Total:	100,00

Componentes de Ocupação

Designação	Tempo (Horas)
Estudo autónomo	20,00
Total:	20,00

Obtenção de frequência

A obtenção de classificação final exige o cumprimento de assiduidade à unidade curricular, conforme estabelecido nas regras de avaliação do MIEC. Considera‐se que um estudante cumpre a assiduidade a uma unidade curricular se, tendo estado regularmente inscrito, não exceder o número limite de faltas correspondente a 25% de cada um dos tipos de aulas previstos.

Fórmula de cálculo da classificação final

A classificação final é definida com base em avaliação distribuída, e consiste em: -  2 (dois) trabalhos em grupos (TG1 e TG2) cujo número de alunos deve ser de 3, idealmente,  ou 4 a 5 (excecionalmente) elementos; - 1 prova escrita final (PE) A classificação final, CF, resulta da seguinte fórmula de cálculo: CF = PA1 x CPE +  PA2 x CTG1 +  PA3x CTG2 CTG1 – classificação do trabalho de grupo 1 a realizar até ao fim das 8 semanas de aulas práticas; CTG2 – classificação do trabalho de grupo 2 a realizar até ao fim do período lectivo; CPE – classificação dad; Associando-se os seguintes pesos: PA1 = 70% PA2 = 15% PA3 = 15% NOTA 1: Todos os estudantes inscritos na unidade curricular são classificados de acordo com este método. NOTA 2: Os estudantes que frequentaram a unidade curricular no ano letivo anterior e não obtiveram aprovação, poderão manter a classificação dos trabalhos realizados no ano anterior (sempre considerados em conjunto) ou optar por realizar um novo conjunto de trabalhos, sendo, no entanto, os pesos aplicados os correspondentes ao ano letivo de opção.

Provas e trabalhos especiais

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Trabalho de estágio/projeto

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Observações

Tempo de trabalho estimado fora das aulas: 4 horas