Ramo de Especialização em ESTRUTURAS. 5º ano do Mestrado Integrado em. Engenharia Civil

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1 UNIVERSIDADE DO PORTO FACULDADE DE ENGENHARIA DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL Ramo de Especialização em ESTRUTURAS do 5º ano do Mestrado Integrado em Engenharia Civil Ano letivo 2017/2018

2 RAMO DE ESPECIALIZAÇÃO EM ESTRUTURAS 1 - Breve descrição do Ramo de Especialização em Estruturas 2 - Unidades curriculares e Programas 3 - Saídas Profissionais 1 - Breve descrição do Ramo de Especialização em Estruturas Constitui objetivo principal do Ramo de Especialização em Estruturas dotar os estudantes de um perfil que os habilite, de forma especial, para a elaboração do projeto de estruturas e para a gestão, direção e acompanhamento das respetivas obras. Neste sentido, a formação que se transmite procura incidir 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. As unidades curriculares do Ramo de Especialização em Estruturas procuram aprofundar e aplicar a obras da Engenharia Civil matérias do Mestrado Integrado, com especial realce para as tratadas nas unidades curriculares de Resistência dos Materiais, Teoria das Estruturas e Estruturas de Betão. As unidades curriculares de Dinâmica de Estruturas e Engenharia Sísmica, Análise Avançada de Estruturas e 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, salientase o relevo dado ao Método dos Elementos Finitos, ferramenta cada vez com maior utilização no projeto de estruturas. Com as unidades curriculares de Estruturas Metálicas e Mistas, Fundações e Estruturas de Suporte e Pontes abordam-se os aspetos relacionados com a conceção, dimensionamento e tecnologias das fundações em geral, das estruturas utilizando o aço como material estrutural predominante, e de estruturas que envolvem aspetos especiais, em particular as pontes. Na unidade curricular de Dissertação em Estruturas procura-se a integração das diversas matérias lecionadas ao longo do Mestrado Integrado, tendo em vista o desenvolvimento de um trabalho de Dissertação com características de pesquisa, envolvendo meios computacionais ou laboratoriais sobre temas da Engenharia de Estruturas. Ao longo do ano letivo a formação escolar é acompanhada por alguns ensaios experimentais, por um conjunto de visitas a obras e por palestras sobre temas relevantes.

3 2 - Unidades curriculares e Programas Dinâmica de Estruturas e Engenharia Sísmica - 1º Semestre (Prof. Rui Calçada e Prof. Humberto Varum) Modelos de análise dinâmica: Vibrações livres. Respostas a cargas harmónicas. Resposta a uma ação dinâmica qualquer. Ação sísmica: Espectros de resposta. Sistemas com múltiplos graus de liberdade. Análise da resposta a ações sísmicas. Aspetos regulamentares da ação sísmica: Efeito da ação sísmica em edifícios: modelos tridimensionais e modelos planos. Aplicações no dimensionamento de edifícios. Aspetos do cálculo automático: Modelação estrutural de paredes, caixas de escadas e caves. Interação com as fundações. Comportamento sísmico de edifícios: Lições de sismos recentes.

4 Fundações e Estruturas de Suporte - 1º Semestre (Prof. Nelson Vila Pouca e Prof. Pedro Alves Costa) Interação solo-estrutura. Mecanismos de interação. Dimensionamento de sistemas de fundação direta visando a minimização de assentamentos diferenciais. Tecnologias construtivas. Fundações indiretas. Mecanismos de interação estaca-maciço. Tecnologias construtivas. Dimensionamento de maciços de estacas submetidos a carregamentos generalizados. Estruturas de suporte de terras. Estruturas de suporte de terras flexíveis. Mecanismos de interação solo estrutura. Tecnologia construtiva. Pré-dimensionamento de estruturas de suporte escoradas e ancoradas.

5 Pontes - 1º Semestre (Prof. Pedro Pacheco, Prof. Filipe Magalhães) Conceitos fundamentais de Engenharia de Pontes. História da Engenharia de Pontes, incluindo a evolução dos materiais estruturais e dos métodos construtivos. Sistemas Estruturais e secções transversais. Ações em Pontes, incluindo diferentes tipologias e incluindo ações específicas. Técnicas de Modelação. Modelos de comportamento estrutural: análise global versus análise por subestruturação. Influência do processo construtivo e influência de efeitos reológicos. O projeto de uma ponte. Fases do projeto e sua constituição. Tabuleiros. Pré-esforço em Tabuleiros. Pilares. Juntas e aparelhos de Apoio. Dimensionamento da superestrutura da ponte. Métodos Construtivos de obras convencionais e de pontes especiais. Conceção de pontes.

6 Estruturas Pré-Esforçadas - 1º Semestre (Prof. António Abel Henriques e Prof. Mário Pimentel) Estruturas pré-esforçadas. Propriedades dos materiais. Comportamento diferido do betão. Tecnologia de aplicação. Traçado de cabos. Ação de pré-esforço. Perdas de pré-esforço. Pré-esforço em estruturas hiperestáticas. Faseamento construtivo. Dimensionamento de pré-esforço de acordo com a regulamentação europeia. Modelos de comportamento e dimensionamento. Compressão localizada. Betão confinado. Dimensionamento de zonas de ancoragem de pré-esforço. Dimensionamento de elementos laminares. Modelos de escoras e tirantes. Análise e geometria do modelo. Dimensionamento dos nós. Vigasparede. Consolas curtas. Ensaios experimentais. Dimensionamento de lajes. Tipos de lajes e seu comportamento. Métodos de análise estrutural. Lajes fungiformes. Lajes pré-esforçadas com cabos não aderentes. Dimensionamento ao punçoamento. Disposições construtivas. Aplicações práticas.

7 Análise Avançada de Estruturas - 1º Semestre (Prof. Álvaro Azevedo, Prof. José Miguel Castro) Importância dos métodos numéricos na análise estrutural. 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 axi-simétricos e tridimensionais. Elementos de viga, laje e casca. Resolução de alguns problemas com o MEF.

8 Estruturas Metálicas e Mistas - 1º Semestre (Prof.ª Elsa Caetano) 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 ação simples e combinada dos diferentes esforços. Problemas de instabilidade. Análise e dimensionamento plástico. Cálculo da carga de ruína plástica de estruturas hiperestáticas. Estruturas mistas aço-betão. Dimensionamento elástico e plástico de vigas, pilares e lajes mistas. Ligações entre os elementos componentes.

9 Dissertação de Mestrado Integrado no ramo de especialização em Estruturas 2º Semestre (Prof. Álvaro Azevedo, Prof. António Abel Henriques, Prof. António Arêde, Prof. Carlos Moutinho, Prof. Domingos Silva Matos, Prof.ª Elsa Caetano, Prof. Humberto Varum, Prof. João Miranda Guedes, Prof. José Miguel Castro, Prof. Mário Pimentel, Prof. Nelson Vila Pouca, Prof. Pedro Pacheco, Prof. Rui Calçada, Prof. Rui Carneiro de Barros, Prof. Rui Faria, Prof. Sandra Nunes, Prof. Xavier Romão) Nesta unidade curricular cada estudante desenvolve um trabalho de Dissertação, com características de pesquisa e de preferência envolvendo meios computacionais ou laboratoriais, sobre temas de Engenharia de Estruturas, visando o aprofundamento das seguintes competências fundamentais: a) Capacidade de compreensão e de resolução de problemas em situações novas ou em contextos alargados e multidisciplinares, seja para a prática da investigação, seja para o exercício de uma atividade profissional especializada. b) Capacidade para integrar conhecimentos, lidar com questões complexas, desenvolver soluções ou emitir juízos em situações de informação limitada ou incompleta, incluindo reflexões sobre as implicações e responsabilidades éticas e sociais que resultem dessas soluções e desses juízos ou os condicionem. c) Ser capaz de comunicar as suas conclusões, os conhecimentos e raciocínios a elas subjacentes, quer a especialistas, quer a não especialistas, de uma forma clara e sem ambiguidades.

10 3 - Saídas Profissionais Os Engenheiros Civis com o Ramo de Especialização em Estruturas adquirem capacidade para o exercício de qualquer atividade de Engenharia Civil, quer ao serviço da Administração Pública, de empresas de projetos e/ou de construção, quer como profissionais liberais. Como decorre do perfil apresentado, os Engenheiros de Estruturas dispõem de uma maior aptidão para: Projetos de Estruturas, desde os mais correntes até àqueles que envolvem maior complexidade ou especificidade. Estudos Especiais e Investigação, integrando equipas dedicadas a estudos com características de inovação em que seja necessária a incorporação de conhecimentos emergentes. Coordenação e Planeamento de Projetos, como chefe de uma equipa de projetistas, incluindo o arquiteto e os engenheiros das diversas especialidades de engenharia. Gestão de Qualidade e Revisão de Projetos de Estruturas, tendo em vista a implementação de processos de Certificação de Qualidade. Direção, Controlo de Qualidade, Planeamento e Coordenação de Obras, nomeadamente as que envolvem uma maior componente estrutural.

11 Ramo de especialização em ESTRUTURAS 5º Ano MESTRADO INTEGRADO EM ENGENHARIA CIVIL Ano letivo 2017/2018

12 Ramo de Especialização em Estruturas Objetivo principal: Conferir habilitações especiais para: Elaboração de Projetos de Estruturas Gestão, Direção e Acompanhamento das respetivas obras A formação incide: Conceção Estrutural Métodos da Análise Estrutural, na Aplicação à Engenharia Civil Técnicas de Construção Apoia-se na Regulamentação de estruturas europeia Na utilização de meios informáticos e meios laboratoriais Visitas a obras

13 Dinâmica de Estruturas e Engenharia Sísmica (Rui Calçada e Humberto Varum) Modelos de análise dinâmica. Vibração livre. Resposta a cargas harmónicas. Resposta a uma ação dinâmica qualquer. Ação sísmica. Espectros de resposta. Sistemas com múltiplos graus de liberdade. Análise da resposta a ações sísmicas. Aspetos regulamentares da ação sísmica. Efeito da ação sísmica em edifícios: modelos tridimensionais e modelos planos. Aplicações no dimensionamento de edifícios. Aspetos do cálculo automático. Modelação estrutural de paredes, caixas de escadas e caves. Interação com as fundações. Comportamento sísmico de edifícios. Lições de sismos recentes.

14 Fundações e Estruturas de Suporte (Nelson Vila Pouca e Pedro Alves Costa) Interação solo-estrutura. Mecanismos de interação. Dimensionamento de sistemas de fundação directa visando a minimização de assentamentos diferenciais. Tecnologias construtivas. Fundações indirectas. Mecanismos de interação estaca-maciço. Tecnologias construtivas. Dimensionamento de maciços de estacas. Estruturas de suporte de terras. Estruturas de suporte de terras flexíveis. Mecanismos de interacção solo estrutura. Tecnologia construtiva. Pré-dimensionamento de estruturas de suporte escoradas e ancoradas

15 Pontes (Pedro Pacheco e Filipe Magalhães) O projeto de uma ponte. Fases do projeto. Tipologias estruturais. Esquemas longitudinais e secções transversais. Processos construtivos de viadutos e pontes. Análise e dimensionamento do tabuleiro e dos elementos de apoio. Pontes especiais: pontes em arco, suspensas e de tirantes. Pontes para comboios de alta velocidade. Observação e conservação de obras. Monitorização. Ensaios de receção. Inspeção. Conservação, reabilitação e reforço de pontes.

16 Estruturas Pré-Esforçadas (António Abel Henriques e Mário Pimentel) Estruturas pré-esforçadas. Tecnologia de aplicação. Traçado de cabos. Ação de préesforço. Faseamento construtivo. Pré-esforço em estruturas hiperestáticas. Modelos de comportamento e dimensionamento. Compressão localizada. Betão confinado. Ancoragem de pré-esforço. Dimensionamento de elementos laminares. Modelos de escoras e tirantes. Vigas-parede. Consolas curtas. Ensaios experimentais. Dimensionamento de lajes. Lajes fungiformes. Lajes pré-esforçadas com cabos não aderentes. Punçoamento. Disposições construtivas. Aplicações práticas.

17 Análise Avançada de Estruturas (Álvaro Azevedo e José Miguel Castro) Métodos numéricos na análise estrutural. Método dos Elementos Finitos. Elementos unidimensionais, laminares e tridimensionais. Elementos com flexão. Problemas axissimétricos. Apresentação de um programa de cálculo automático. Pré e pós-processamento. Aplicações práticas do MEF.

18 Estruturas Metálicas e Mistas (Elsa Caetano) Estruturas de aço e mistas. Bases de cálculo. Eurocódigos EC3 e EC4. Ligações aparafusadas e soldadas. Dimensionamento de elementos estruturais sob a ação simples e combinada dos diferentes esforços. Problemas de instabilidade. Análise e dimensionamento plástico. Estruturas mistas aço-betão. Dimensionamento elástico e plástico de vigas, pilares e lajes mistas.

19 Dissertação de Mestrado Nesta unidade curricular cada estudante desenvolve um trabalho com características de pesquisa e inovação envolvendo meios computacionais ou laboratoriais, sobre temas de Engenharia de Estruturas. Desenvolve as seguintes competências: Capacidade de compreensão e de resolução de problemas em situações novas ou em contextos alargados e multidisciplinares. Capacidade para integrar conhecimentos, lidar com questões complexas, desenvolver soluções ou emitir juízos em situações de informação limitada ou incompleta. Ser capaz de comunicar as suas conclusões, os conhecimentos e raciocínios a elas subjacentes, quer a especialistas, quer a não especialistas, de uma forma clara e sem ambiguidades.

20 Saídas profissionais Os Engenheiros Civis com o Ramo de Especialização em Estruturas adquirem capacidade para o exercício da profissão na: Administração pública Empresas de projetos Empresas de construção Profissionais liberais

21 Saídas profissionais Dispõe de especiais aptidões para: Projetos de Estruturas que envolvam maior complexidade. Estudos Especiais e Investigação, com características de inovação e incorporação de conhecimentos emergentes. Coordenação e Planeamento de Equipas de Projetos. Gestão de Qualidade e Revisão de Projetos de Estruturas. Direção, Controlo de Qualidade, Planeamento e Coordenação de Obras, nomeadamente as que envolvam uma maior componente estrutural.

22 Obrigado pela atenção