Estruturas Pré-Esforçadas

Código:

EC0051

Sigla:

EPES

Áreas Científicas
Classificação	Área Científica
OFICIAL	Estruturas

Ocorrência: 2013/2014 - 1S

Ativa?	Sim
Unidade Responsável:	Secção de Estruturas
Curso/CE Responsável:	Mestrado Integrado em Engenharia Civil

Ciclos de Estudo/Cursos

Sigla	Nº de Estudantes	Plano de Estudos	Anos Curriculares	Créditos UCN	Créditos ECTS	Horas de Contacto	Horas Totais
MIEC	63	Plano de estudos oficial a partir de 2006/07	5	-	5	60	133

Língua de trabalho

Português

Objetivos

JUSTIFICAÇÃO:
A formação que se transmite no âmbito da opção de Estruturas incide nos domínios da conceção estrutural, dos métodos da análise estrutural e sua aplicação aos problemas de engenharia civil, dos correntes aos especiais, e das técnicas inerentes à sua construção, apoiando-se na regulamentação de estruturas, nacional e europeia, na utilização de meios informáticos e em visitas a obras. A presente unidade curricular, Estruturas Pré-Esforçadas, permite completar a formação relacionada com a análise e dimensionamento do betão estrutural, que se iniciou com as unidades curriculares Estruturas de Betão 1 e Estruturas de Betão 2, e que incidirá no estudo de estruturas não abordadas anteriormente com a devida profundidade, nomeadamente, as estruturas laminares de betão (paredes e lajes) e as estruturas pré-esforçadas de betão.

OBJETIVOS:
Aprofundamento dos conceitos sobre os modelos de comportamento do betão estrutural e sobre o dimensionamento de estruturas de betão. Aprendizagem dos métodos e técnicas de análise, dimensionamento e execução de estruturas laminares de betão (paredes e lajes) e de estruturas pré-esforçadas de betão.

Resultados de aprendizagem e competências

COMPETÊNCIAS E RESULTADOS DE APRENDIZAGEM:

Conhecimento: Descrever os principais conceitos relacionados com a análise e dimensionamento de estruturas com comportamento que se afasta dos modelos de peça linear. Relacionar os modelos de comportamento de elementos de betão à tração e à compressão com as metodologias específicas de dimensionamento. Identificar diferentes técnicas de pré-esforço em estruturas de betão e respetivas metodologias de análise e dimensionamento.

Compreensão: Selecionar os diferentes modelos para o dimensionamento de elementos estruturais em diferentes condições de carregamento e de geometria. Aplicar os métodos adequados para o dimensionamento de estruturas laminares, regiões descontínuas e estruturas pré-esforçadas.

Aplicação: Calcular e desenvolver soluções estruturais com base nos métodos abordados apoiando-se na regulamentação de estruturas, nacional e europeia. Apresentar peças desenhadas que ilustrem as soluções obtidas.

Análise: Discutir e comparar diferentes soluções estruturais e hierarquizá-las de forma a analisar as mais adequadas. Discutir as propostas regulamentares com base nos conhecimentos adquiridos na interpretação dos modelos de comportamento estrutural.

Síntese: Recomendar e formular alternativas às propostas que são correntemente utilizadas de modo a formular soluções mais realistas.

Avaliação: Recomendar novas propostas que ultrapassem insuficiências dos procedimentos adotados. Prever soluções alternativas a serem utilizadas no futuro.

Projeto em Engenharia Civil: Aquisição de um conjunto de competências para a elaboração do projeto de estruturas, que estão relacionadas com a análise e dimensionamento de elementos laminares de betão, elementos submetidos a forças concentradas elevadas, estruturas pré-esforçadas e respetivo faseamento construtivo e de aspetos específicos relacionados com as lajes, designadamente, as lajes fungiformes.

Investigação em Engenharia Civil: A aplicação de modelos e metodologias com cariz inovador em relação aos métodos clássicos, aliado a aspetos de maior complexidade, deixa ainda em aberto a discussão de algumas propostas, mesmo no âmbito dos regulamentos existentes. Assim, a procura de novas alternativas conduz a campos de investigação de grande interesse para a análise e o dimensionamento de estruturas.

Prática em Engenharia Civil: A aprendizagem da elaboração e da organização do processo relacionado com o projeto de estruturas laminares e pré-esforçadas é fundamental para o adequado acompanhamento das obras de Engenharia Civil.

Modo de trabalho

Presencial

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

A presente unidade curricular aprofunda e aplica a obras da Engenharia Civil matérias do curso relacionadas com o betão estrutural, com especial realce para as matérias tratadas nas unidades curriculares de Resistência dos Materiais, Teoria das Estruturas e Estruturas de Betão.

Programa

Capítulo 1 - Estruturas pré-esforçadas de betão (45% do tempo total)
Propriedades mecânicas do betão. Betão à compressão e à tração. Efeitos diferidos. Tecnologia do pré-esforço. Ações equivalentes. Dimensionamento de secções. Dimensionamento de vigas isostáticas. Cálculo das perdas de pré-esforço. Estruturas hiperestáticas. Faseamento construtivo.

Capítulo 2 - Modelos de comportamento e de dimensionamento do betão estrutural (25% do tempo total)
Modelos de comportamento de elementos estruturais à tração e à compressão. Compressão localizada. Betão confinado. Dimensionamento de zonas de ancoragem de pré-esforço. Dimensionamento de elementos de parede, de laje e de casca. Ensaios de laboratório.

Capítulo 3 - Dimensionamento de Regiões descontínuas (15% do tempo total)
Método dos modelos de escoras e tirantes. Análise e geometria do modelo. Dimensionamento dos nós. Consolas curtas. Vigas parede.

Capítulo 4 - Análise e dimensionamento de lajes (15% do tempo total) Tipos de lajes e seu comportamento. Métodos de cálculo de esforços. Dimensionamento à flexão. Dimensionamento ao punçoamento. Lajes pré-esforçadas com cabos não aderentes. Disposições construtivas.

DISTRIBUIÇÃO PERCENTUAL: Conteúdo Científico – 70% Conteúdo Tecnológico – 30%

DEMONSTRAÇÃO DA COERÊNCIA DOS CONTEÚDOS PROGRAMÁTICOS COM OS OBJETIVOS DA UNIDADE CURRICULAR:
A formação que se transmite no âmbito da opção de Estruturas incide nos domínios da conceção estrutural, dos métodos da análise estrutural e sua aplicação aos problemas de engenharia civil, dos correntes aos especiais, e das técnicas inerentes à sua construção, apoiando-se na regulamentação de estruturas, nacional e europeia, na utilização de meios informáticos e em visitas a obras. A presente unidade curricular, Estruturas Pré-Esforçadas, permite completar a formação relacionada com a análise e dimensionamento do betão estrutural, que se iniciou com as unidades curriculares Estruturas de Betão 1 e Estruturas de Betão 2, e que incidirá no estudo de estruturas não abordadas anteriormente com a devida profundidade, nomeadamente, as estruturas laminares de betão (paredes e lajes) e as estruturas pré-esforçadas de betão.

Bibliografia Obrigatória

Joaquim A. Figueiras; Compilação de textos e notas de apoio às aulas
Comité Euro-International du Béton; CEB-FIP model code 1990. ISBN: 0-7277-1696-4
Féderation Internationale du Béton; Structural concrete. ISBN: 2-88392-041-X (vol. 1)
Collins, Michael P.; Prestressed concrete structures. ISBN: 0-13-691635-X
CEN - Comité Europeu de Normalização; Norma Europeia - Eurocódigo 2: Projecto de estruturas de betão, Abril 2004
Leonhardt, Fritz; Construções de concreto (Concreto Protendido - Vol. 5)

Métodos de ensino e atividades de aprendizagem

A apresentação e discussão de toda a matéria são efetuadas nas aulas teóricas e teórico-práticas com a explicação da teoria e dos modelos e a resolução de problemas práticos. Os trabalhos práticos propostos são discutidos e as dúvidas esclarecidas nas aulas práticas. Trabalhos de laboratório, visitas a obras e conferências completam a aprendizagem.

DEMONSTRAÇÃO DA COERÊNCIA DAS METODOLOGIAS DE ENSINO COM OS OBJETIVOS DE APRENDIZAGEM DA UNIDADE CURRICULAR:
Calcular e desenvolver soluções estruturais com base nos métodos abordados apoiando-se na regulamentação de estruturas, nacional e europeia. Apresentar peças desenhadas que ilustrem as soluções obtidas. Discutir e comparar diferentes soluções estruturais e hierarquizá-las de forma a analisar as mais adequadas. Discutir as propostas regulamentares com base nos conhecimentos adquiridos na interpretação dos modelos de comportamento estrutural. Recomendar e formular alternativas às propostas que são correntemente utilizadas de modo a formular soluções mais realistas. Recomendar novas propostas que ultrapassem insuficiências dos procedimentos adotados. Prever soluções alternativas a serem utilizadas no futuro. Aquisição de um conjunto de competências para a elaboração do projeto de estruturas, que estão relacionadas com a análise e dimensionamento de elementos laminares de betão, elementos submetidos a forças concentradas elevadas, estruturas pré-esforçadas e respetivo faseamento construtivo e de aspetos específicos relacionados com as lajes, designadamente, as lajes fungiformes.

Software

Autodesk Robot Structure Analysis

Palavras Chave

Ciências Tecnológicas > Engenharia > Engenharia civil > Engenharia do betão
Ciências Tecnológicas > Engenharia > Engenharia civil > Engenharia estrutural
Ciências Tecnológicas > Engenharia > Engenharia civil

Tipo de avaliação

Avaliação distribuída com exame final

Componentes de Avaliação

Designação	Peso (%)
Exame	75,00
Trabalho escrito	25,00
Total:	100,00

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 numa avaliação distribuída e num exame final.

A avaliação distribuída tem carácter opcional, consistindo em dois questionários a realizar nas aulas teórico-práticas, na avaliação de um problema e no relatório do trabalho experimental.

Todas as componentes de avaliação são expressas na escala de 0 a 20 valores.

A classificação final, CF, resulta da seguinte fórmula de cálculo:

CF = max {CT ; EF} Onde, CT = PA / 4 x (Q1 + Q2 + PR + TE) + PF x EF

Q1 – classificação do questionário 1 a realizar numa aula teórica-prática;
Q2 – classificação do questionário 2 a realizar numa aula teórica-prática;
PR - classificação de um problema de uma folha prática;
TE - classificação do relatório do trabalho experimental;
EF – classificação do exame final a realizar nas Épocas Normal e/ou de Recurso.

Os pesos associados às classificações indicadas são os seguintes: PA = 25% PF = 75%

NOTA 1: As provas de avaliação associadas à componente de avaliação distribuída são opcionais. Caso o estudante não realize alguma dessas provas, os respetivos pesos serão adicionados a PF.

NOTA 2: Todos os estudantes inscritos na unidade curricular são classificados de acordo com este método.

NOTA 3: Os estudantes que frequentaram a unidade curricular no ano letivo anterior poderão manter as classificações das provas correspondentes à atual componente distribuída de avaliação, mantendo-se, neste caso, os pesos previstos nesse ano letivo.

Provas e trabalhos especiais

Os trabalhos práticos consistem na resolução de um problema da primeira folha de exercícios e pela elaboração de um relatório do trabalho experimental a realizar ao longo do semestre. As restantes provas de avaliação da componente distribuída consistem em dois a questionários escritos de compreensão a realizar nas aulas teórico-práticas sobre a três folhas de exercícios.

Avaliação especial (TE, DA, ...)

Tendo em conta a condição opcional da avaliação distribuída, os estudantes com estatuto especial estão sujeitos às mesmas condições de avaliação final dos restantes estudantes.

Melhoria de classificação

A melhoria de classificação pode ser efetuada nas mesmas condições do exame final e da acumulação com a classificação da avaliação distribuída.

Observações

Tempo de trabalho estimado fora das aulas: 4 horas