Estruturas Pré-Esforçadas

Código:

M.EC024

Sigla:

EPE

Áreas Científicas
Classificação	Área Científica
OFICIAL	Estruturas

Ocorrência: 2024/2025 - 1S

Ativa?	Sim
Unidade Responsável:	Departamento de Engenharia Civil e Georrecursos
Curso/CE Responsável:	Mestrado 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
M.EC	24	Plano de estudos oficial	2	-	6	45,5

Língua de trabalho

Inglês
Obs.: Nas aulas com estudantes não proficientes na língua portuguesa, a língua de trabalho é inglês. Caso contrário, poderá ser usada a língua portuguesa.

Objetivos

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. 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. Aquisição de um conjunto de competências para a elaboração do projeto de estruturas pré-esforçadas, incluindo elementos pré-fabricados, tendo em conta o faseamento construtivo, de elementos laminares de betão e aspetos específicos relacionados com as lajes pré-esforçadas, designadamente, as lajes fungiformes.

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, Betão Estrutural, Engenharia de Estruturas e Dimensionamento de Estruturas de Betão.

Programa

Capítulo 1 - Estruturas pré-esforçadas de betão (45% do tempo total)
Propriedades mecânicas do betão. Efeitos diferidos. Tecnologia do pré-esforço. Ações equivalentes. Dimensionamento de secções. Dimensionamento de vigas isostáticas. Cálculo das perdas de pré-esforço. Estruturas hiperestáticas. Redistribuição de tensões e esforços em vigas pré-fabricadas pré-tensionadas.

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. Zonas de ancoragem de pré-esforço. 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 especialização em Estruturas e Geotecnia 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 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

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
fib - Fédération internationale du béton / International Federation for Structural Concrete; fib Model Code for Concrete Structures 2010, Ernst & Sohn, 2013. ISBN: 978-3-433-03061-5
Hurst, M. K.; Prestressed Concrete Design, Taylor & Francis LTD, 2005. ISBN: 9780419218005
Joaquim A. Figueiras; Compilação de textos e notas de apoio às aulas

Bibliografia Complementar

Appleton Júlio António da Silva; Estruturas de betão. ISBN: 978-972-8620-21-9
Leonhardt, Fritz; Construções de concreto (Concreto Protendido - Vol. 5)
Comité Euro-International du Béton; CEB-FIP model code 1990. ISBN: 0-7277-1696-4

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, elementos prefabricados e respetivo faseamento construtivo e de aspetos específicos relacionados com as lajes, designadamente, as lajes fungiformes.

Palavras Chave

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

Tipo de avaliação

Avaliação distribuída com exame final

Componentes de Avaliação

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

Componentes de Ocupação

Designação	Tempo (Horas)
Elaboração de relatório/dissertação/tese	8,50
Estudo autónomo	78,00
Frequência das aulas	45,50
Trabalho escrito	20,00
Trabalho laboratorial	10,00
Total:	162,00

Obtenção de frequência

A obtenção de classificação final exige o cumprimento de assiduidade à unidade curricular, conforme estabelecido nas regras de avaliação do M.EC. 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 na avaliação de um problema prático de projeto de estruturas pré-esforçadas 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 { CF1; CF2; CF3; EF }

onde:

CF1 = 0,70 x EF + 0,15 x TP + 0,15 x TE
CF2 = 0,85 x EF + 0,15 x TP
CF3 = 0,85 x EF + 0,15 x TE

em que:

EF – classificação do exame final a realizar nas Épocas Normal e/ou de Recurso;
TP - classificação do problema prático de projeto;
TE - classificação do relatório do trabalho experimental.

NOTA 1: Os trabalhos associadas à componente de avaliação distribuída são opcionais, não estando sujeitos a recurso.

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 da componente distribuída de avaliação, mantendo-se os pesos previstos nesse ano letivo.

NOTA 4: Para obter aprovação, os estudantes deverão ter uma classificação mínima de 7,0 valores no exame final.

Provas e trabalhos especiais

Os trabalhos práticos consistem na resolução de um problema relacionado com projeto de estruturas pré-esforçadas e pela elaboração de um relatório do trabalho experimental a realizar ao longo do semestre.

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.