UNIVERSIDADE DO PORTO

FACULDADE DE ENGENHARIA

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL

 

 

 

 

 

OPÇÃO CONDICIONADA DE ESTRUTURAS

 

do

 

5 ano da licenciatura em

ENGENHARIA CIVIL

 

 

 

 

 

Ano lectivo de 1999/2000

 

 

OPÇÃO CONDICIONADA DE ESTRUTURAS

1 - Breve descrição da Opção de Estruturas

2 - Disciplinas e Programas

3 - Saídas Profissionais

 

 

1 - Breve descrição da Opção de Estruturas

Constitui objectivo principal da opção de estruturas dotar os alunos que a frequentam de um perfil que os habilite, de forma especial, para a elaboração do projecto de estruturas e para a gestão, direcção e acompanhamento das respectivas obras.

Neste sentido, a formação que se transmite procura incidir nos domínios da concepção 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.

As disciplinas da Opção de Estruturas procuram aprofundar e aplicar a obras da Engenharia Civil matérias da licenciatura com especial realce para as matérias tratadas nas disciplinas de Resistência dos Materiais, Teoria das Estruturas e Estruturas de Betão.

As disciplinas de Dinâmica de Estruturas, de Métodos Numéricos de Análise Estrutural e de Estruturas Pré-Esforçadas incidem em matérias que os próprios nomes sugerem e que proporcionam a formação e o domínio de questões, métodos e tecnologias indispensáveis a um competente exercício da profissão na área de estruturas. No respeitante à análise estrutural, salienta-se o relevo dado ao método dos elementos finitos, ferramenta com cada vez maior utilização no projecto de estruturas.

Com as disciplinas de Estruturas Metálicas e Mistas, de Fundações e de Pontes abordam-se os aspectos relacionados com a concepção, dimensionamento e tecnologias das fundações em geral, das estruturas utilizando o aço como material estrutural predominante, e de estruturas que envolvem aspectos especiais, em particular as pontes.

No Seminário, que decorre durante todo o ano lectivo, procura-se a integração das diversas matérias leccionadas ao longo da licenciatura, destacando-se a elaboração de projectos de estruturas, nomeadamente no âmbito das estruturas de betão e metálicas, e a familiarização com a utilização e desenvolvimento de programas de cálculo automático.

Ao longo do ano lectivo, a formação escolar é acompanhada por alguns ensaios experimentais e por um conjunto de visitas a obras e por palestras sobre temas relevantes.

A par do elenco das disciplinas da opção, a formação na área de estruturas pode ainda ser complementada pelas disciplinas de opção livre desta área:

- Concepção e Execução de Estruturas de Edifícios;

- Cálculo Automático de Estruturas;

- Concepção e Dimensionamento de Edifícios em Regiões Sísmicas;

- Conservação e Reabilitação de Estruturas;

- Dimensionamento de Estruturas Laminares de Betão;

- Concepção e Dimensionamento de Edifícios Altos;

- Estruturas Especiais;

- Construções Metálicas;

- Dinâmica de Estruturas.

OPÇÃO CONDICIONADA DE ESTRUTURAS

2 - Disciplinas e Programas

Dinâmica de Estruturas - 1 semestre

(Prof. Raimundo Delgado; Prof. Aníbal Costa)

Modelos de análise dinâmica. Vibrações livres. Respostas a cargas harmónicas. Resposta a uma acção dinâmica qualquer. Análise vibratória pelo método de Rayleigh. Acção sísmica: espectros de resposta. Sistemas com múltiplos graus de liberdade. Análise da resposta dinâmica. Resposta a acções sísmicas. Aspectos regulamentares da acção sísmica. Efeito da acção sísmica em edíficios: modelos tridimensionais e métodos apoiados em modelos planos. Aspectos do cálculo automático. Modelação estrutural de paredes, caixas de escadas e caves. Interacção com a fundação.

 

 

 

Estruturas Pré-esforçadas - 1 semestre

(Prof.Joaquim A. Figueiras; Assist. José Carlos Lello)

Modelos de comportamento e de dimensionamento do betão estrutural. Betão e aço. Modelos de comportamento mecânico do betão estrutural. Análise plástica de vigas. Ensaios laboratoriais. Modelos de escoras e tirantes. Ensaios Experimentais. Estruturas pré-esforçadas. Generalização do conceito de pré-esforço. Tecnologia de aplicação. Traçado de cabos. Acção de pré-esforço. Pré-esforço em estruturas hiperestáticas. Tratamento do pré-esforço de acordo com a regulamentação europeia. Prefabricação. Dimensionamento de lajes. Teoria elástica de lajes. Dimensionamento da armadura. Utilização do método dos elementos finitos. Análise plástica. Método das linhas de rotura. Método das bandas. Disposição da armadura. Lajes pré-esforçadas com cabos não aderentes. Lajes fungiformes. Aplicações práticas. Estruturas de ductilidade melhorada. Acções alternadas. Disposições construtivas. Durabilidade das estruturas de betão.

 

 

 

Métodos Numéricos de Análise Estrutural - 1 Semestre

(Prof. Álvaro Cunha; Prof. Álvaro Azevedo)

Importância dos métodos numéricos na análise estrutural. O método das diferenças finitas. Campos de aplicação. Introdução ao Método dos Elementos finitos. Formulação directa através do princípio dos trabalhos virtuais. Aplicação a elementos unidimensionais. Formulação isoparamétrica. Elementos de elasticidade plana. Apresentação de um programa de cálculo automático. Pré e pós-processamento. Aplicação prática do MEF. Problemas axissimétricos e tridimensionais. Elementos de viga, laje e casca. Resolução de alguns problemas com o MEF.

Estruturas Metálicas e Mistas - 2 semestre

(Prof. José Mota Freitas; Prof. Rui Faria)

Estruturas de aço. Bases de cálculo. Eurocódigos específicos: EC3 e EC4. As ligações dos elementos metálicos: ligações aparafusadas e soldadas. Dimensionamento de elementos estruturais sob acção simples e combinada dos diferentes esforços. Problemas de instabilidade. Análise e dimensionamento plástico. Cálculo da carga de ruína plástica de estruturas hiperstáticas. Estruturas mistas aço-betão. Dimensionamento elástico e plástico de vigas, pilares e lajes mistas. Ligações entre os elementos componentes.

 

 

 

 

 

Pontes - 2 semestre

(Prof. António Adão da Fonseca; Prof. Álvaro Azevedo)

Generalidades sobre pontes. Evolução histórica das pontes e dos materiais estruturais e processos de construção utilizados. O projecto de uma ponte. Fases do projecto e sua constituição. Dimensionamento da superestrutura da ponte: Características estruturais da ponte, modelos de comportamento estrutural, análise global versus análise por subestruturação, influência do processo construtivo, análise estrutural global. Dimensionamento dos elementos de apoio: pilares, encontros, aparelhos de apoio, fundações. Pontes especiais: Pontes curvas, pontes enviazadas, pontes suspensas, pontes de tirantes. Fiscalização e observação de obras. Ensaios de recepção: Fiscalização da construção de obras de arte, observação e instrumentalização de obras de arte, ensaios de recepção. Inspecção, conservação, recuperação e reforço de pontes. Sistemas de gestão e estratégias de conservação, inspecção e detecção de anomalias, protecção, reparação e reabilitação.

 

 

Fundações - 2 semestre

(Prof. António Campos e Matos; Prof. António Arêde)

Critérios de segurança em fundações. Sensibilidade dos custos das soluções em função dos coeficientes de segurança dos projectos. Coeficientes de segurança e riscos. Compatibilização com os critérios de estruturas. Eurocódigos. Estados limites no projecto de fundações. Interacção da estrutura com o solo envolvente. Parâmetros geotécnicos de dimensionamento de fundações. Dimensionamento estrutural e dimensionamento geotécnico das fundações. Fundações para esforços predominantes do tipo N: sapatas, estacas, poços. Fundações para esforços predominantes do tipo M: estruturas enterradas rigidas ou flexíveis. Fundações para esforços predominantes do tipo H: Pregagens, ancoragens.

 

 

 

 

 

 

Seminário de Estruturas 1 1 Semestre

(Prof. António Adão da Fonseca; Prof. Joaquim Figueiras;Prof. Raimundo Delgado; Prof. José Mota Freitas; Prof. Aníbal Costa; Prof. Álvaro Cunha e Prof. Pires da Fonseca)

Nesta disciplina, cada grupo de dois alunos desenvolve um trabalho de síntese, com características de pesquisa e de preferência envolvendo meios computacionais ou laboratoriais, sobre temas de Engenharia de Estruturas previamente listados para escolha não repetida dos alunos.

 

 

Seminário de Estruturas 2 2 Semestre

(Prof. António Adão da Fonseca; Prof. Joaquim Figueiras;Prof. Raimundo Delgado; Prof. José Mota Freitas; Prof. Aníbal Costa; Prof. Álvaro Cunha e Prof. Pires da Fonseca)

Esta disciplina inclui conferências e palestras sobre temas diversos e variáveis sobre a actividade profissional de um Engenheiro Civil na área de Estruturas, mas é essencialmente uma disciplina de síntese com o trabalho de elaboração de um projecto base de uma estrutura especial ou de uma obra de arte para lançamento do concurso público da empreitada.

3 - Saídas Profissionais

 

Os engenheiros civis com a opção de estruturas adquirem capacidade para o exercício de qualquer actividade de engenharia civil, quer ao serviço da Administração Pública, de empresas de projectos e/ou de construção, quer como profissionais liberais. Como decorre do perfil apresentado, os engenheiros de estruturas dispõem de uma maior aptidão para:

 

Projectos de Estruturas - dos mais correntes àqueles que envolvem maior complexidade ou especificidade

Coordenação e planeamento de projectos - como chefe de uma equipa de projectistas, incluindo o arquitecto e os engenheiros das diversas especialidades de engenharia.

Gestão de qualidade e revisão de projectos de estruturas - tendo em vista a implementação de processos de certificação de qualidade.

Direcção, controle de qualidade, planeamento e coordenação de obras - nomeadamente as que envolvem uma maior componente estrutural.