seminario portugal steel vf

SEMINRIO TCNICO

Editores:

Diogo Ribeiro1

Joana Delgado1

Lus F. Silva2

1 Instituto Politcnico do Porto, Instituto Superior de Engenharia, Departamento de Engenharia Civil

2 CMM, Associao Portuguesa de Construo Metlica e Mista

Ficha tcnica

Ficha tcnica

Paginao e montagem: ISEP - Diviso de Cooperao e Comunicao - Gabinete de Design e

Multimdia

Assessoria: Slvia Azevedo

ISBN: 978-989-98875-0-3

Os autores. 2014

Os editores. 2014

Instituto Superior de Engenharia do Porto

Rua Dr. Antnio Bernardino de Almeida, 431, 4200-072 Porto

Texto elaborado a partir da reproduo direta dos originais preparados pelos autores. Apesar do

cuidado na preparao desta publicao, de forma a garantir a sua qualidade e integridade, os

editores no assumem qualquer responsabilidade pelo contedo e por possveis incorrees do texto.

A construo metlica nacional tem evidenciado, nos ltimos anos, um crescimento sustentado

mostrando ser capaz de se adaptar s exigncias de um mercado global competitivo por via de uma

forte componente de inovao tcnica e tecnolgica.

Tendo em vista a importncia estratgica deste sector de actividade, o Departamento de Engenharia

Civil do ISEP, em parceria com a Associao Portuguesa de Construo Metlica e Mista, organizou

no dia 4 de Dezembro de 2013 o seminrio Portugal Steel ISEP. Este evento teve como objectivo

divulgar e discutir as mais recentes inovaes no domnio da construo metlica sustentadas nos

conceitos da durabilidade, sustentabilidade e economia.

Esta publicao resulta da compilao das apresentaes dos oradores convidados do seminrio

Portugal Steel ISEP, ligados a instituies de ensino, empresas e gabinetes de projecto nacionais, de

experincia e mrito reconhecidos.

Prefcio

Os captulos deste livro cobrem vrios subdomnios relacionados com a concepo, o projecto, o

fabrico e a execuo de estruturas metlicas, incluindo a inspeco e os ensaios no destrutivos.

Diogo Ribeiro Joana Delgado Lus F. Silva

1. O Projeto Portugal steel

Lus F. Silva [CMM]

2. Concepo, projecto e execuo de cimbres autolanveis

Antnio Andr [BERD]

3. Estruturas em ao e alumnio unidas por soldadura - Inspeco e ensaios no

destrutivos de acordo com a EN 1090-2

Pedro Proena [ISQ]

4. Projecto Internacional da Concepo Montagem Arenas Namibe e Malanje Campeonato Mundial de Hquei em Patins 2013

Adrito Igreja [O Feliz]

15

104

170

Contedos

8

5. Concepo e projecto de estruturas metlicas sustentveis

Rodrigo Falco Moreira [ISEP / Sopsec]

6. Projecto de pontes pedonais metlicas e mistas

Rui Alves [Soares da Costa]

7. A aplicao da metodologia BIM ao projeto, fabrico e montagem de estruturas

metlicas

Jos Carlos Lino [Newton]

270

230

203

Contedos

O projeto Portugal Steel

Lus F. Silva [CMM]

Marca criada pela CMM em 2013, o Portugal Steel tem como objetivo a promoo e divulgao do

setor de construo metlica, a nvel nacional, e internacional.

Consolidado no ADN da marca est o incremento do reconhecimento da importncia deste setor

junto das entidades pblicas e privadas decisoras, bem como, ser uma plataforma potencializadora

da internacionalizao do setor nacional, atravs do aumento da imagem positiva do setor da

construo metlica e mista, evidenciando as vantagens competitivas deste tipo de construo.

O Projeto Portugal Steel

Toda a MENSAGEM assenta nos seguintes VALORES:

Importncia econmica da Construo Metlica

Sustentabilidade da

Construo Metlica

Durabilidade da Estrutura

Metlica

Sendo estes os benefcios da Construo Metlica face s solues mais

tradicionais.


Durabilidade das Estruturas Metlicas

Vasta gama de materiais que

permitem assegurar a

durabilidade pretendida.


Sustentabilidade da Construo Metlica

O ao infinitamente reciclvel,

no perdendo as suas

caractersticas, propriedades ou

qualidades, potenciando uma

utilizao sustentvel do mesmo.


Importncia econmica da Construo Metlica

Exportao para todo o mundo

300M Exportaes

16.000 trabalhadores

VN=1.100M => 0,75% PIB



Patrocinadores

Conceo, projeto e execuo de cimbres autolanveis com OPS

Antnio Andr [BERD]

- Introduo

- Sistema OPS

- Novos Desenvolvimentos

- Referncias do trabalho da BERD

- Notas Finais

Estrutura da Apresentao

16

Em 1994 teve incio, na Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto (FEUP), um

trabalho de investigao de fundo tendo por objeto o estudo de aplicaes de solues

das Bio-estruturas a estruturas da Engenharia Civil, na sequncia da elaborao da tese

de Mestrado do Professor Pedro Pacheco intitulada Solues da Natureza para

Problemas Estruturais.

17

Introduo

Em 1999, aps uma fase de investigao fundamental, onde foram analisadas notveis

caractersticas estruturais no msculo humano, foi iniciado um projeto experimental com o

objetivo avaliar o potencial de um sistema de pr-esforo com uma inspirao clara nessa

soluo estrutural da natureza. Esta soluo que de certa forma uma melhoria do pr-

esforo convencional foi designada por Sistema de Pr-Esforo Orgnico (Organic

Prestressing System - OPS).

Introduo

18

Sistema OPS

SISTEMA OPS

19

1994:

1999:

Solues da Natureza para Problemas Estruturais

Tese de Mestrado Pedro Pacheco

Sistema de Pr-Esforo Orgnico Um exemplo de um sistema efector Tese de Doutoramento Pedro Pacheco

Sistema OPS

20

2003 (Projecto OPS 1):

Estudo Experimental da Aplicao do Pr-Esforo Orgnico num Cimbre Auto-Lanvel

usando um Modelo de Escala Reduzida

Tese de Mestrado Antnio Morgado Andr

Sistema OPS

21

Fiabilidade do algoritmo de controlo

Sem instabilidades dinamicas

Sem hiperatividade

)t(nc )dtt(nc uc )t(u

1)t(nc )Dtt(nc uc )t(u

iii

iii

Sistema OPS

22

mangueira

-3,0

-2,0

-1,0

0,0

1,0

2,0

3,0

0 200 400 600 800 1000

Time (s)

Def

lect

ion

(m

m)

0,0

1,0

2,0

3,0

4,0

Act

ua

tor s

tro

ke

(mm

) u num. u exp. Lc num. Lc exp.

Sistema OPS

23

2004 (Projecto OPS 2):

Estudo da viabilidade de componentes elctricos in situ

Sistema OPS

24

Abril 2005 (Projecto OPS 3):

Aplicao escala real

Construo da Ponte sobre o Rio Sousa (Lousada, Portugal)

Sistema OPS

25

Sistema de Controlo Activo

Sistema OPS

26

Sistema de Controlo Activo (Fase 1)

Sistema OPS

27


Sistema OPS

28


Sistema OPS

29


Sistema OPS

30


Sistema OPS

31


Sistema OPS

32

Cimbres autolanveis

De forma a evitar grandes deformaes:

Aumentar a rigidez do cimbre

Introduo de contra-flechas (na cofragem e/ou na estrutura metlica)

Peso do Cimbre

30%

Peso do Tabuleiro

70%

Sistema OPS

33

Estrutura de Ao Sensor

Ancoragem orgnica

Atuador OPS

Cabos Escoras de desvio

Ancoragem passiva

Aplicao a Cimbres Autolanveis Inferiores

(Underslung MSS)

Sistema OPS

34


(Underslung MSS)

Sistema OPS

35

Sistema OPS

36

PLC (programmable logic controller)

cran ttil

Sistema OPS

37

Axial Efforts Bending Moments Transverse Efforts

Conti

nuous

lo

ads

Var

iable

l

oad

s

Pre

stre

ssin

g

-

Com

bin

atio

n

of

pre

vio

us

acti

ons

Aspetos especficos do dimensionamento do cimbre do rio sousa

Sistema OPS

38

with OPS

without OPS

DEFORMAO A MEIO-VO:

5 MM

120 MM

with OPS

without OPS

TENSES NA CORDA SUPERIOR

(TENSES MXIMAS):

-151 MPA

- 363 MPA

with OPS

without OPS

TENSES NA CORDA INFERIOR

(TENSES MXIMAS):

+127 MPA

+210 MPA

Aspetos especficos do dimensionamento do cimbre do rio sousa

Sistema OPS

39


(Underslung MSS)

Sistema OPS

40

M30-I

M60-I


(Underslung MSS)

Sistema OPS

41

Aplicao a Cimbres Autolanveis Superiores

(Overhead MSS)

SISTEMA DE MONITORIZAO

ATUADOR OPS (ANCORAGEM ATIVA) CABOS

ANCORAGEM PASSIVA

Sistema OPS

42


(Overhead MSS)

Sistema OPS

43

M45-S

M70-S


(Overhead MSS)

Sistema OPS

44

CONSTRUO DE TABULEIROS VO A VO

EXECUTADOS IN SITU COM CIMBRES AUTOLANVEIS

A tecnologia permite ultrapassar novos desafios, assegurando:

Operao optimizada

Excelente qualidade de construo

Reduo significativa de custos

MAS, PRINCIPALMENTE, UMA NOVA GAMA DE VOS DE 70 M- A 90 M

Sistema OPS

45

NOVOS DESENVOLVIMENTOS

Sistema OPS

46

Cimbres Autolanveis de Duplo Vo

Sistema OPS

47

Cimbres Autolanveis para Mdios/Grandes Vos

M1-SFC (construo de vos entre os 75-100m)

Sistema OPS

48

Cimbres para Construo por Aduelas

FT120/130

Sistema OPS

49

Cimbres para Construo por Aduelas Pr-fabricadas

LG M1

Sistema OPS

50

Aplicao de OPS em Cofragens Deslizantes para a Construo de Tabuleiros de Pontes de Tirantes

Ancoragem ativa aplicada provisoriamente em cabos definitivos

Sistema OPS

51

Aplicao de OPS em Cofragens Deslizantes para a Construo de Tabuleiros de Pontes de Tirantes

OPS aplicado em cabos provisrios

Sistema OPS

52

Aplicao de OPS em Pontes em Arco Construdas por Avanos Sucessivos

Sistema OPS

53

Aplicao de OPS em Pontes em Arco Construdas por Avanos Sucessivos

Sistema automtico de cabos ativos para controlo geomtrico

Sistema OPS

54

Aplicao de OPS em Pontes Provisrias

Sistema OPS

55

REFERNCIAS DO NOSSO

TRABALHO

56

Referncias do nosso trabalho

Opatovicky Canal M45-S

Vos de 45m

Repblica Checa

57

Opatovicky Canal (M45-S)


58



59



60



61



62



63

Sokolov-Tisova M45-S

Vos de 45m

Repblica Checa


64

Sokolov-Tisova (M45-S)


65



66



67



68



69



70

Rio Sousa M30-I

Vos de 30m

Lousada, Portugal


71

Rio Sousa (M30-I)


72

Rio Sousa (M30-I)


73

Rio Sousa (M30-I)


74

Rio Sousa (M30-I)


75

Rio Cabriel M70-S

Vos de 70m

Valncia, Espaa


76

Rio Cabriel (M70-S)


77

Rio Cabriel (M70-S)


78

Rio Cabriel (M70-S)


79

Rio Cabriel (M70-S)


80


Rio Cabriel (M70-S)

81

Rio Cabriel (M70-S)


82

Rio Cabriel (M70-S)


83

Rio Cabriel (M70-S)


84

Rio Cabriel (M70-S)


85

Rio Cabriel (M70-S)


86

Rio Cabriel (M70-S)


87

Creek Valley M70-S

Vos de 69m

Hostov, Eslovaquia


88

Creek Valley (M70-S)


89



90



91



92



93



94

Rio Corgo M60-I

Vos de 60m

Vila Real, Portugal


95

Rio Corgo (M60-I)


96

Rio Corgo (M60-I)


97

Rio Corgo (M60-I)


98

Rio Corgo (M60-I)


99

Rio Corgo (M60-I)


100

Rio Corgo (M60-I)


101

Rio Corgo (M60-I)


102

Notas finais

A Patente OPS est registada em mais de 30 pases.

O OPS uma soluo estrutural muito eficiente que reduz significativamente

deformaes e esforos internos e externos em estruturas com pesos muito variados,

como o caso dos Equipamentos de Construo de Pontes.

A conceo e dimensionamento duma estrutura orgnica efetuada de forma

integrada, permitindo tirar mximo proveito do OPS.

Atualmente, existem em todo o mundo vrias pontes a ser construdas com esta

tecnologia o que apresenta vantagens significativas. O reconhecimento desta

tecnologia, por Construtores e Projetistas, excedeu claramente as expetativas.

103

Pedro Proena [ISQ]

Estruturas em ao e alumnio unidas por soldadura. Inspeco e ensaios no destrutivos de acordo com a EN 1090-2

Subclusula 12.4.1 Inspeco antes, durante a soldadura

A inspeco antes e durante a soldadura dever ser includa no plano de inspeco

de acordo com os requisitos da norma EN ISO 3834

EN ISO 3834: Requisitos de qualidade aplicveis soldadura por fuso de materiais

metlicos

EN ISO 3834-2: Requisitos da qualidade superior

EN ISO 3834-3: Requisitos da qualidade normal

EN ISO 3834-4: Requisitos da qualidade bsica

Clusula 12.4 (soldadura)

105

Subclusula 12.4.1 Inspeco antes, durante a soldadura

Os mtodos de ensaio no destrutivo devero ser seleccionados de acordo com a norma

ISO 17635 por pessoal qualificado nvel 3 de acordo com a norma ISO 9712.

ISO 17635: Ensaios no destrutivos de soldaduras: Requisitos gerais para materiais

metlicos

Os ensaios no destrutivos com excepo para a inspeco visual devero ser realizados

por tcnicos qualificados nvel 2 de acordo com a norma ISO 9712.

Clusula 12.4 (soldadura)

106

Subclusula 12.4.2.2 mbito da inspeco

Todas as soldaduras devero ser inspeccionadas visualmente;

Qualquer imperfeio detectada na sequncia desta inspeco dever ser avaliada

por outro mtodo no destrutivo para deteco de indicaes superficiais:

Ensaio de partculas magnticas

Ensaio de lquidos penetrantes

Para a classe de execuo EXC1 no requerido qualquer outro controlo adicional

s soldaduras.

Subclusula 12.4.2 (inspeco aps soldadura)

107

Para as classes de execuo EXC2, EXC3 e EXC4 as soldaduras devero ser sujeitas a

um controlo no destrutivo adicional.

Para as primeiras 5 soldaduras realizadas de acordo com a mesma WPS os devero ser

cumpridos os seguintes requisitos:

a) o nvel de qualidade B requerido para demonstrar a adequabilidade da WPS

em condies de produo;

b) a % da extenso ensaiada dever ser o dobro da prevista para a restante

estrutura/ componente;

c) a extenso mnima a inspeccionar dever ser de 900 mm.

Para as restantes juntas aplicam-se os critrios definidos para a classe de execuo

respectiva.


108


As juntas a inspeccionar devero ser seleccionadas de acordo com a norma ISO 17635,

sendo que a extenso a inspeccionar por lote, independentemente da percentagem

definida, numa poder ser inferior a 900 mm.

A seleco dos tipos de junta dever cobrir a maior variedade possvel de variveis

presentes na pea, designadamente: tipo de junta, tipo de material de base, equipamento

de soldadura e soldadores utilizados.


109


.


Tipo de soldadura

Soldaduras de

fbrica ou estaleiro

ECX2 EXC3 EXC4

Soldaduras topo a topo transversais e soldaduras de

penetrao parcial sujeitas a esforos de traco com

U 0,5

U< 0,5

10%

0%

20%

10%

100%

50%

Soldaduras topo a topo transversais e soldaduras de

penetrao parcial em:

Juntas cruciformes

Juntas em T

10%

5%

20%

10%

100%

50%

Juntas de canto sujeitas as esforos de traco ou corte

Com a> 12 mm ou t>20 mm

Com a 12 mm e t 20 mm

5%

0%

10%

5%

20%

10%

Soldaduras longitudinais de ligao a elementos de reforo 0% 5% 10%

110

Inspeco visual

A inspeco visual dever ser realizada antes de qualquer outro mtodo de ensaio

no destrutivo e dever incluir:

Confirmao da localizao da localizao de todas as soldaduras assinaladas

nos desenhos de fabrico;

Inspeco visual de acordo com a EN ISO 17637;

Existncia de marcas de escorvamentos ou arcos parasitas e reas de

projeces metlicas de soldadura;


111

Inspeco visual Meios utilizados na inspeco visual


112

Ensaio por lquidos penetrantes

Ensaio a ser realizado de acordo com a EN 571-1

Mtodo para deteco de descontinuidades superficiais atravs da penetrao de

um lquido por capilaridade, baixa tenso superficial e grande poder molhante.

Fases da aplicao do mtodo

Limpeza da superfcie

Aplicao do penetrante

Remoo do excesso de penetrante

Aplicao do revelador/revelao

Observao, interpretao e avaliao

Limpeza final


113

Ensaio por lquidos penetrantes


Limpeza da pea com solvente Aplicao do penetrante por asperso

114

Ensaio por lquidos penetrantes (cont.)


Remoo do penetrante por asperso

115


Tcnica de remoo do penetrante

Com gua

Com Solvente

Com Emulsifcador

Lipfilos base de leo e removveis com gua

Hidrfilos diluveis em gua


116


Aplicao do revelador

Aplicao do revelador

O spray no pode estar

muito perto da pea;

recomenda-se uma

distncia de 250 a 300 mm


117


Interpretao do ensaio

Deteco de indicaes

superfciais


118

Vantagens

Mtodo simples e com resultados

rpidos

Aplicvel a todos os metais

Sensvel

Porttil

Desvantagens

Mtodo lento

S para descontinuidades em contacto

com a superfcie

S permite analisar o lado com acesso

No tem registo (s relatrio)

No aplicvel a materiais porosos


119

Ensaio por partculas magnticas

Ensaio a realizar de acordo com a EN ISO 17638

Criao de um campo magntico de fuga em descontinuidades (lineares)

superfcie ou sub-superficiais, utilizando partculas ferromagnticas que tornam a

descontinuidade visvel no campo de fuga.

Fases de aplicao

Magnetizao da pea

Aplicao de partculas magnticas

Observao e registo

Desmagnetizao

Limpeza


120



121


Tcnicas de magnetizao

Directa (por passagem de corrente elctrica)

Corrente alternada

Corrente alternada rectificada

Corrente contnua

Indirecta (por induo de um campo magntico)

man permanente

Electroman

Bobina

Fio condutor simples


122



123

Ensaio por partculas magnticas (magnetoscopia)


124

Vantagens

Rpido (mais rpido do que os PT)

Aplicvel em superfcies pintadas

Porttil

Permite detectar alteraes de materiais

com propriedades magnticas diferentes,

assim como descontinuidades sub-

superficiais ou superficiais que estejam

obstrudas.

Desvantagens

Somente aplicvel a materiais

magnticos

Limitado forma e posio de

descontinuidades superficiais ou sub-

superficiais

Necessidade de desmagnetizao das

peas

No tem registo (s relatrio)


125

ACFM (Alternate Current Field

Measurement)

O ACFM uma tcnica electromagntica utilizada

para a deteco e dimensionamento de indicaes

lineares superficiais em componentes metlicos, que

no necessita de qualquer contacto electrico com a

superfcie a ser controlada.

A tcnica mede os valores absolutos do campo

magntico em tempo real e compara-os com modelos

matemticos tabelados no mdulo de controlo,

evitando-se assim a calibrao do equipamento com

recurso a calibres ou peas de teste.


126

ACFM (Alternate Current Field Measurement)

A tcnica ACFM geralmente insensvel a alteraes de permeabilidade e ausncia de

contacto da sonda com a superfcie a inspeccionar.

Uma vez que a tcnica no depende do contacto da sonda com pea, este mtodo pode

ser utilizado sobre camadas de proteco superficial, xidos, de vrios tipos e

espessuras.


127


Vantagens da tcnica

Permite o armazenamento de dados e a sua anlise aps o ensaio, bem como a

comparao da evoluo ao longo do tempo;

Permite um elevado nvel de automatizao da tcnica;

Permite efectuar o controlo sobre revestimentos at 10 mm de espessura e no

requer limpeza dos xidos superficiais;

Permite determinar a profundidade (at 25 mm dependendo da sonda) bem como o

comprimento das indicaes.

Relativamente insensvel alterao de propriedades do material, sendo portanto

indicado para inspeco de soldadura;

Razoavelmente insensvel a faltas de contacto entre a pea e a sonda, permitindo a

realizao deste ensaio em superfcies rugosas.


128


Desvantagens

Apenas permite a deteco de indicaes que comuniquem com a superfcie;

Existe um limite para a profundidade dos defeitos que possveis de detectar com esta

tcnica;

Apenas detecta defeitos lineares (defeitos volmicos no so possveis de serem

detectados por esta tcnica;

Necessidade de acesso s superfcies a ensaiar;


129

Ensaio radiogrfico

Ensaio a realizar de acordo com a EN 1435

Princpio do mtodo

Registo da imagem de um objecto, incluindo o seu interior, pelo diferencial das radiaes

ionizantes, absorvidas pelas diversas espessuras


130

Ensaio radiogrfico

Natureza dos Raios X e dos Raios

No tm carga elctrica nem massa (fotes);

A sua energia inversamente proporcional ao comprimento de onda;

Possuem a caracterstica de penetrar a matria, sendo, no entanto, absorvidos

na razo exponencial da espessura dos materiais;

Impressionam pelculas radigrficas;

So invisveis e impossveis de detectar atravs dos sentidos


131

Ensaio radiogrfico


132

Ensaio radiogrfico


Equipamento de rx Equipamento de raios-gama

133

Ensaio radiogrfico

Caractersticas de uma radiografia

Sensibilidade Possibilidade de detectar defeitos de menor dimenso(avaliada pelo

conjunto contraste e definio);

Contraste Diferena de densidades;

Definio contorno da imagem (tem a ver com o gro das pelculas);

Densidade Maior ou menor enegrecimento da pelcula (tem a ver com a quantidade

de radiao que a impressionou);

Qualidade Avaliada pelo IQI Especificado para a sensibilidade pretendida


134

Ensaio radiogrfico


135

Ensaio radiogrfico

Fases de execuo de uma radiografia

1. Delimitao da zona de segurana

2. Posicionamento da fonte

3. Posicionamento e identificao do filme

4. Exposio radiogrfica

5. Revelao do filme

6. Avaliao das descontinuidades


136

Ensaio radiogrfico

Anlise das pelculas radiogrficas


137

Ensaio radiogrfico



138

Ensaio radiogrfico



139

Ensaio radiogrfico

Vantagens

Registo permanente (Pelcula)

Deteco de descontinuidades internas e

externas

Utilizao em todos os materiais

Limitaes

Necessidade de proteco contra

radiaes

Necessidade de acesso aos dois lados da

pea

Impossibilidade de deteco de

descontinuidades em funo do seu tipo e

da sua orientao (exemplo,

folheamento/delaminaes)

Resultados morosos (necessidade da

exposio e de revelao da pelcula)


140

IP (Image plate)

Substitui o filme tradicional no armazenamento de imagem


141

Equipamento

Leitor de imagem digital Computador fixo ou porttil para

interpretao da imagem


142

Interpretao (tratamento de imagem)


Imagem real Imagem real

Filtro luminosidade e densidade

Filtro emboss

143

Vantagens:

O filme convencional de gro muito fino tem melhor qualidade de imagem e melhor

resoluo do que o IP, mas com o filme digital j se atinge o nvel de exigncia do

ASME V e a classe de qualidade imposta pela EN 1435 no controlo de soldaduras;

O tratamento de imagem faz sobressair detalhes de difcil identificao, e revelar mais

um ou dois fios de IQI.

J tem normalizao aplicada.

Armazenagem digital de resultados (Reduo em espao de armazenagem e

degradao de filmes);

IP processado luz natural, reutilizvel, flexvel e ajustvel a superfcies curvas;

Dispensa cmara escura, qumicos e sala de revelao. Tempo de processamento 4 a 6

vezes menor do que o convencional;


144

Vantagens (cont.)

Tempos de exposio mais curtos (20 a 70% menores do que na Radiografia

convencional) = Reduo da dose;

Procedimento de preparao e setup de teste semelhantes aos da

Radiografia convencional;

Dispensa tcnica de duplo filme, em peas com grande variao de espessura Mais

informao numa nica exposio;

Qualidade de imagem semelhante dos filmes convencionais de gro fino;

Evita remoo de isolamentos;

Dimensionamento de espessura;

Possibilidade de anlise de resultados por diferentes pessoas em diferentes locais;

Rpida comparao com resultados anteriores.


145

Ensaio a realizar de acordo com a EN ISO 17640

Princpio do mtodo

Medir espessuras por intermdio do tempo de percurso da vibrao ultra-snica emitida

por cristais piezoelctricos (sondas) de alta frequncia (normalmente nos metais de 1 a 6

MHz), incluindo avaliao da quantidade de energia reflectida numa interface


146

Controlo por ultra-sons



147

As vibraes mecnicas atravessam o material a uma determinada velocidade

caracterstica de cada material;

As vibraes no se propagam no vazio.

Os tipos de ondas sonoras aplicadas na inspeco de soldaduras so:

Ondas longitudinais

Ondas Transversais

Efeito piezoelctrico

Caracterstica de alguns materiais que transforma energia mecnica em energia elctrica

e vice-versa


148



149


150


Esquema geral do ensaio de ultra-sons eco pulsado

45 de ngulo de refraco no ao

151

Vantagens

Ensaio que analisa todo o volume em

tempo real

Controla, se necessrio, s por um lado

Boa resoluo/sensibilidade

Controla facilmente fortes espessuras

(normalmente at cerca de 5000 mm -

200 )

Detecta facilmente descontinuidades

planares (exemplo, folheamento

delaminaes)

Equipamento porttil

Desvantagens

Necessidade de operadores com muita

formao e experincia

Necessidade de acesso/contacto e

preparao das superfcies

Pode ser aplicvel a espessuras

superiores a 6 mm (), normalmente

superior a 8 mm

No aplicvel a materiais porosos ou

ferros fundidos cinzentos

No tem registo (s relatrio) salvo em

tcnicas automticas


152

Controlo por ultra-sons (tcnicas avanadas)

TOFD Time of Flight Diffraction: Dimensionamento de descontinuidades pela difraco e no pela reflexo


153

TOFD

Representao em B-Scan, posio longitudinal vs. Profundidade

Elevada preciso no dimensionamento em altura/posio;

Duas zonas mortas


154

TOFD Equipamento


2 conjuntos de sondas (4 sondas);

Equipado com encoder (em cumprimento do

ASME Code case 2235;

Rodas magnticas para fixao ao

componente

155

Vantagens

Automtico e muito porttil;

Registo de dados de fcil compreenso;

Visualizao de dados em tempo real;

Grande velocidade de aquisio de

dados;

Grande preciso no dimensionamento de

descontinuidades;

Grande sensibilidade em pequenas

descontinuidades;

Aplicvel em materiais com alguma

disperso. Ex: Aos de baixa liga;

Interpretao imediata e registo digital;

Aceite pelo ASME Code Case 2235 em

reservatrios de presso;

Desvantagens

Necessita de ser complementado com

outra tcnica para inspeco da

superfcie;

Tem limitaes em materiais

anisotrpicos Ex: Ao austentico, ligas

de Nquel;

Susceptvel condio de superfcie;

Dificuldade de aplicao em geometrias

complexas;

Pouco eficaz na deteco e no

dimensionamento de defeitos paralelos

superfcie de varrimento.


156

Controlo por ultra-sons (tcnicas avanadas)

Phased Array:

Para explicar o sistema do PA podemos recorrer ao princpio de Huygens.

Imaginemos que queremos activar uma onda com um determinado ngulo, e focalizada a

uma determinada distncia.


157

Phased Array:

Programado por computador; Sondas de multi-elementos excitados individualmente,

com atraso;

Possibilidade de focalizao e varrimento angular, a

partir de uma posio fixa da sonda.


158

Phased Array:

Diferentes tipos de focalizao

Aplicao das leis de atraso de modo a

focalizar o feixe num dado ponto


159

Phased Array Modos de visualizao possveis com este ensaio


160

A capacidade de produzir diferentes ngulos e focos permite o controlo de formas

complexas;

A utilizao de uma nica sonda de mltiplos elementos substitui a utilizao de

vrias sondas convencionais;

Uma grande vantagem reside na alta produtividade, pois podem executar-se

diversas exploraes em simultneo.


161

Phased Array

Possibilidade de utilizao de software de

simulao dos parmetros de ensaio.


162

Phased Array:

Phased Array:

Modelao do feixe sonoro e das definies da sonda


163

Vantagens

Permite testar geometrias complexas;

Uma sonda apenas permite a inspeco de um grande volume de material;

Vrias formas de inspeco num s controlo. Maior POD;

Enormes vantagens em tempo de inspeco;

Resultados em tempo real;

Vrios tipos de representao possveis: A-scan, B-scan, C-scan, DScan, Linear Scan e

S-scan;

Ferramenta de simulao CIVA;

Sensvel a pequenos defeitos lineares ou volumtricos;

Possibilidade de adaptar a materiais anisotrpicos (aos austenticos)

Armazenamento digital de resultados;

Aceite pelo ASME Code Case 2235 em reservatrios de presso, e pelo API 1104 em

pipelines;


164

Desvantagens / limitaes

Dfice de normalizao aplicvel relativa prpria tcnica.

So aplicados os mesmos critrios do ensaio convencional.


165

Realizao de placas testemunho

Se especificado, para as classes EXC3 e ECX4, os ensaios de produo (placas

testemunho) devero ser realizadas de acordo com os seguintes critrios:

Por cada qualificao de procedimento de soldadura utilizado para soldar aos com

caractersticas mecnicas supeirores ao S460, dever ser realizada uma placa testemunho.

Os ensaios sobre estas placas devero incluir o controlo por lquidos penetrantes ou

partculas magnticas, ensaio radiogrfico ou por ultra-sons, ensaios de dureza e exame

macroscpico da seco transversal;

Se for requerido um valor para a penetrao em juntas de canto, a penetrao das

soldaduras dever ser verificada (exame macrogrfico)

Subclusula 12.4.4 (placas testemunho)

166

Realizao de placas testemunho

Se especificado, para as classes EXC3 e ECX4, os ensaios de produo (placas

testemunho) devero ser realizadas de acordo com os seguintes critrios:

Por cada qualificao de procedimento de soldadura utilizado para soldar aos com

caractersticas mecnicas supeirores ao S460, dever ser realizada uma placa

testemunho. Os ensaios sobre estas placas devero incluir o controlo por lquidos

penetrantes ou partculas magnticas, ensaio radiogrfico ou por ultra-sons, ensaios de

dureza e exame macroscpico da seco transversal;

Se for requerido um valor para a penetrao em juntas de canto, a penetrao das

soldaduras dever ser verificada (exame macrogrfico)

Para tabuleiro orttropo consultar requisitos especificos


167


Ensaio de traco uniaxial

Ensaio de dureza

Ensaio de dobragem

168


Microscopia electrnica de

varrimento

Ensaio macrogrfico

Microscopia ptica

Ensaio de impacto

169

Adrito Igreja [O FELIZ]

Projeto internacional da concepo montagem das Arenas de Namibe e Malanje Campeonato Mundial de Hquei em patins 2013

- rea de cobertura na ordem dos 4000m2 para cada Arena

- Trelias com vo livre de 56 metros

- Pendentes da cobertura (3%)

- Dever incluir um acesso cobertura

- Cobertura em sistema tipo Deck

- Revestimento de fachada na ordem dos 1500m2 em painel poliuretano incluindo

estrutura de suporte sobre beto/alvenarias

- Lminas de ensombramento em alumnio tipo asa de avio

- Passadios de manuteno com uma extenso aproximada de cerca de 190 metros

- Devero ser previstas 9 claraboias com rea til interior de 4m2

- Arena ser construda em Namibe Angola

- Arena ser construda em Malange Angola

- Classe de execuo EXC.3 segundo EN1090

Pressupostos do projeto

171

- Sistema de asnas em trelias cujas cordas superior e inferior foram concebidas em

perfis tubulares de seco transversal retangular obtidos por conformao a frio.

- Trelias tm uma altura aproximada de 3,75 metros e vencem um vo de 56 metros

- Encontram-se afastadas entre si 7,5 metros

- A estrutura metlica da cobertura apoia em pilares de beto armado.

- Ligaes aos pilares de beto armado foram consideradas articuladas para evitar a

transmisso de momentos fletores significativos estrutura de beto

- Foram considerados os contraventamentos necessrios transmisso das foras

horizontais estrutura de beto armado.

Esquema estrutural

172

- Para a anlise estrutural foram desenvolvidos modelos de barras planas e

tridimensionais no Software Robot Structural Analysis

- As imperfeies locais das barras foram consideradas diretamente nas verificaes de

instabilidade, conforme previsto na norma NP EN 1993-1-1 (EC3)

- Para a quantificao dos esforos nas barras, foi realizada uma anlise linear elstica

de 1 ordem com dimensionamento plstico das seces classe 1 e 2.

Anlise estrutural

173

- Perfis laminados S275JR segundo EN10025

- Chapas de ligao e reforo S275JR segundo EN10025

- Perfis tubulares enformados a frio S275JRH segundo EN10219

- Perfis enformados a frio S280GD+Z segundo EN10346

- Parafusos de alta resistncia em ligaes correntes Classe 8.8/10.9 segundo EN14399

- Pernos chumbadouros Classe 5.6/8.8 segundo EN ISSO 898

Materiais utilizados

174

- Regulamento de Segurana e Aes para Estruturas de Edifcios e Pontes

- Regulamento de estruturas de Ao para Edifcios

- EN1090 Bases de Projeto

- EN 1991 Aes em Estrutura

- EN 1993 1-1 Projeto de Estruturas de Ao Regras Gerais e Para Edifcios

- EN 1993 1-3 Projeto de Estruturas de Ao Regras Suplementares para Perfis

Enformados a Frio e Chapa Perfilada

- EN 1090 2 Execuo de Estruturas em Ao e Alumnio Requisitos Tcnicos para

Estruturas em Ao.

Normas e regulamentos utilizados no projeto

175

- Localizao das obras

- Prazo de execuo

- Dimenso da trelia principal

- Logstica

Principais dificuldades do projeto

176

- Distncia Portugal-Angola

Localizao da obras

177

- Luanda Malanje 450 Km

- Luanda Namibe 1000 Km

Localizao da obras

178

O Feliz - Angola

179

- Campeonato do mundo de Hquei em Patins - Setembro de 2013

- Inicio do projeto Outubro de 2012

- Inicio do fabrico Janeiro de 2013

- Concluso Junho de 2013

Prazo de execuo

180

- ARENA NAMIBE

- Inicio do fabrico 4 de Janeiro de 2013

- Expedio 20 de Fevereiro de 2013

- Receo dos contentores 26 de Maro de 2013

- Inicio da montagem 03 de Abril de 2013

- Concluso 15 de Junho de 2013

- ARENA MALANJE

- Inicio do fabrico 23 de Janeiro de 2013

- Expedio 13 de Maro de 2013

- Receo dos contentores 12 de Abril de 2013

- Inicio da montagem 20 de Abril de 2013

- Concluso 23 de Junho de 2013

Prazo de execuo

181

- Trelia com 55 metros de comprimento com aproximadamente 4 metros de altura

- 6 trelias em cada Arena

Dimenso da trelia metlica

182

- Partimos a asna em 10 peas


183


184

Logstica

185

1 Preparao

2 Planeamento de equipamentos/Mo de obra Montagem

3 Fabrico

4 Expedio/Logstica

5 Montagem Arena Namibe

6 Montagem Arena Malanje

ndice

186

- Modelao de toda a estrutura metlica em Tekla

Preparao da estrutura metlica

187

- Mdia de 18 homens em cada obra

- Mximo de cerca de 30 homens em cada obra

- 6 elevatrias/empilhadores telescpicos por obra

- Uma a duas Auto gruas por obra

- Contentores ferramenteiros

- Contentores Escritrios

- 1 Diretor de obra permanente

- 1 Encarregado permanente

Planeamento de equipamentos/mo de obra - Montagem

188

- Montagem gabarit da trelia com 55 metros de comprimento com aproximadamente 4

metros de altura

- Pr-montagem da ligao dos pilares de topo s trelias metlicas

- Marcao de todas as peas

- Processos de soldadura

- Classe de execuo EXC.3

Processo de fabrico

189

Processo de fabrico Asna metlica

190

- Necessrios 24 contentores para cada obra

- 180 toneladas de estrutura metlica para cada Arena

- 4000 m2 de cobertura com sistema Deck

- 1500 m2 de painel poliuretano de fachada incluindo toda a estrutura de suporte

- Lminas de alumnio

- Claraboias de desenfumagem

Expedio/Logstica

191

Expedio/Logistica

192

- Receo de material

Montagem Arena de Namibe

193

- Pr-montagem das asnas


194

- Montagem dos pilares


195

- Levantamento das Asnas Metlicas


196

- Montagem dos passadios


197

- Coberturas e fachadas


198

- Montagem de claraboias e lminas de alumnio


199

Arena Namibe Welwitschiamirabilis

200

Montagem Arena de Malanje

201

Arena de Malange Palanca negra gigante

202

Rodrigo Falco Moreira [ISEP / SOPSEC]

Concepo e Projecto de Estruturas Metlicas Sustentveis

1. Porqu Estrutura Metlica?

2. Economia da Soluo;

3. Optimizao da Soluo;

4. Projecto de Estruturas Metlicas;

5. Sustentabilidade da Construo;

6. Sustentabilidade do Ao;

7. Steel Life Cycle Analysis (LCA);

8. Caso Real Nova Ponte Pedonal de St. Tirso.

ndice

204

Factos Histricos:

1 material estrutural no natural: Ferro Fundido (antecessor do ao);

1 ponte metlica (ferro fundido) foi construda em 1776-79;

No final do sc. XIX, ferro fundido, ferro forjado e ao tinham-se tornado

materiais de construo muito populares, vindo a ser desafiados apenas pelo

beto armado;

A possibilidade de resistir a estados de tenso no compressivos marcou o

incio de uma nova era das estruturas.

Porqu Estrutura Metlica?

205


Caractersticas relevantes do material:

Elevada resistncia traco e compresso;

Peso especfico baixo para resistncia elevada:

Ao S355: fyd = 355.000 kN/m2 | = 77 kN/m3

Beto C30/37: fcd = 20.000 kN/m2 | = 25 kN/m3

Consequncia: LEVEZA das estruturas metlicas.

206

Armazm da CEREALIS Trofa (35 m vo, 30 m altura)


207

Acessos Nova Ponte Pedonal de Santo Tirso


208

Nova Ponte Pedonal de St. Tirso (60 m vo livre)


209

Museu do Vinho S. Joo da Pesqueira


210


Efeitos das Caractersticas Mecnicas:

Seces resistentes menores e peas mais leves (maior facilidade de

transporte e movimentao);

Maior sensibilidade a fenmenos de instabilidade (peas muito esbeltas

necessidade de contraventamento);

Maior relevncia das restantes cargas permanentes face ao peso prprio da

estrutura;

Menor relevncia da foras de massa (ssmicas) estruturas mais leves, ideais

para vos grandes e edifcios de grande altura.

211

Economia da Soluo

Custo da Construo Metlica:

Preparao: 0,04 /kg a 0,05 /kg;

Material: 0,60 /kg a 0,80 /kg

Fabrico: 11 h/ton a 30 h/ton (custo horrio 20 /h);

Proteco anti-corrosiva: 0,15 /kg a 0,20 /kg;

Transporte: 0,06 /kg a 0,10 /kg;

212

Economia da Soluo

Custo da Construo Metlica:

Montagem (incluindo reparao da proteco anti-corrosiva estaleiro,

equipamento, pessoal, etc.): aprox. 0,20 /kg;

Custos indirectos (encargos de estrutura, financeiros);

Margem;

Custo Total: 1,80 /kg a 2,00 /kg

NOTA: Proteco ao fogo + 0,60 /kg a 0,85 /kg.

Fonte: CMM

213

Economia da Soluo

Custos na Construo Metlica Evoluo Temporal

Fonte: CMM

214

Optimizao da Soluo

Aspectos a levar em considerao:

Os custos com mo-de-obra representam nos ltimos anos mais de 60% do

custo da soluo metlica;

com base nesses custos que se deve tentar optimizar a sua produo;

Ser ento sobre os custos de fabrico, transporte e montagem que dever

incidir o esforo de optimizao;

comum os projectistas pensarem que optimizar apenas reduzir ao mnimo

a seco dos perfis utilizados

215

Projecto de Estrutura Metlicas

O objectivo do projecto obter uma estrutura:

Segura;

Funcional;

Econmica;

Durvel;

Sustentvel;

Enquadrada esteticamente (se relevante).

216

Factos:

Os edifcios so responsveis por 40% da totalidade das emisses de CO2; a

produo e transporte de materiais de construo representam outros 10%;

Todos os Governos da Europa se comprometeram a reduzir as emisses de

CO2 nos prximos anos;

A Indstria da Construo um dos maiores consumidores de recursos e

criadores de resduos;

ento da maior importncia utilizar os materiais de forma eficaz, reduzindo os

resduos de produo e de construo, e encorajar a reciclagem e reutilizao

de componentes.

Sustentabilidade da Construo

217

Critrios de avaliao usualmente aplicados para estabelecer o rating ambiental global:

Utilizao de Energia;

Necessidades de Transporte;

Poluio gerada;

Materiais utilizados (e Resduos produzidos);

Conservao da gua, Ecologia e Utilizao dos Solos;

Critrios de Sade e Bem-estar.

Sustentabilidade da Construo

218

Atributos do Ao na Construo Sustentvel:

Eficincia: pr-fabricao em processo industrial eficiente com utilizao

mnima de recursos;

Rapidez: instalao rpida em obra, minimizando as perturbaes locais;

Minimizao de resduos: poucos resduos de produo e os que existem

podem ser reciclados;

Qualidade: material de alta qualidade e de grande rigor dimensional;

Sustentabilidade do Ao

219

Atributos do Ao na Construo Sustentvel:

Transporte: entrega em obra na altura exacta de instalao;

Vida til: longa e com deteriorao reduzida, se protegido;

Sade e bem-estar: a construo em ao um processo seguro e proporciona

grande qualidade arquitectnica;

Reciclagem: integralmente reciclvel (actualmente cerca de 45% do ao

aplicado proveniente de reciclagem);

Reutilizao: grande parte dos componentes em ao podem ser desmontados

e reutilizados.

Sustentabilidade do Ao

220

ECCS Steel LCA Calculator Objectivos:

Realizar uma Anlise de Ciclo de Vida simplificada de perfis I laminados a

quente e de seces tubulares;

A anlise realizada de acordo com as Normas ISO 14040:2006 e 14044:2006,

em conjugao com a Norma Europeia EN 15804:2012;

De acordo com este conjunto de normas, a anlise compreende 4 parmetros

fundamentais: seco transversal do perfil, comprimento do elemento e classe

do ao, perodo de vida til em anlise, enquadramento da ACV.

Steel Life Cycle Analysis (LCA)

221

ECCS Steel LCA Calculator Indicadores

Steel Life Cycle Analysis (LCA)

222

Caso Real

Nova Ponte Pedonal de St. Tirso

223

Critrios de Sustentabilidade:

Leveza / Esbelteza / Eficincia / Reciclagem do material;

Pr-fabricao de mdulos para posterior montagem;

Optimizao dos processos de transporte e montagem;

Economia global da soluo;

Vida til longa, com custos de manuteno reduzidos;

Qualidade arquitectnica elevada.


224


Caractersticas Geomtricas

Desenvolvimento total = 84m

Corda do arco = 60m

Flecha do arco = 6m

Largura total da plataforma = 5,40m

225


Ponte muito esbelta Vibraes excessivas

Vo da ponte claramente dentro do intervalo onde os efeitos dinmicos induzidos

por pees se tornavam importantes;

Exigncias de Conforto: nvel mximo em situao corrente, nvel intermdio em

situaes de maior densidade de pees;

Sistema de controlo de vibraes foi indispensvel (TMDs);

226


227


228


Indicadores da Obra:

Extenso total do percurso: 1.400 m;

Extenso total da Ponte Pedonal: 84 m;

Relao de abatimento do arco da ponte = 10;

2.800 m de micro-estacas;

760.000 kg de estrutura metlica;

2.100 kg de Tuned Mass Dampers (TMDs).

229

Rui Alves [Soares da Costa]

Projecto de Pontes Pedonais Metlicas e Mistas

Introduo

231

Introduo

232

Introduo

233

Introduo

234

Introduo

235

Introduo

236

Introduo

237

Introduo

238

Introduo

239

Introduo

240

Introduo

241

Introduo

242

Introduo

243

Introduo

244

Requisitos Gerais de Projecto

Estticos

Estruturas com forma e elegncia, utilizao agradvel,

Boa integrao no local

Funcionais

Condicionamentos rodovirios / fluviais (gabarits), de implantao

Conforto dos utilizadores

Utilizao por pessoas com mobilidade reduzida (D.L. 163/2006)

Segurana, por ex. pavimentos, guarda-corpos, protees antivandalismo/catenria

Econmicos

Promover processos construtivos simples

Minimizar os custos de manuteno

Durabilidade

Questes de concepo estrutural, ex: acumulao de gua ou poeiras

Proteco anti-corrosiva de elementos metlicos NP EN 14399

Integrao de servios

Compatibilizao de diversas especialidades

245

NP EN 1990 - Bases para o projecto de estruturas

As estruturas devem ser projectadas e construdas de modo a que, durante o seu

perodo de vida previsto, com graus de fiabilidade apropriados e de uma forma

econmica:

- possam suportar todas as aces e influncias susceptveis de ocorrerem durante a sua

execuo e utilizao; e

- cumpram as condies de utilizao especificadas para a estrutura ou para um

elemento estrutural.

As estruturas devem ser projectadas para terem adequadas:

- resistncia estrutural, utilizao e durabilidade.


246

NP EN 1990 - Bases para o projecto de estruturas

Princpios para o dimensionamento em relao aos estados limites:

Deve fazer-se uma distino entre estados limites ltimos e estados limites de utilizao.

Estados limites ltimos os que se referem:

segurana das pessoas e/ou

segurana da estrutura.

Estados limites de utilizao os que se referem:

ao funcionamento da estrutura ou dos seus elementos estruturais em condies

normais de utilizao;

ao conforto das pessoas;

ao aspecto da construo.


247

Requisitos Especficos para Pontes Pedonais

EN 1991 Part 2: Traffic loads on bridges

Static models for vertical loads

Three models, mutually exclusive, should be taken into account, as relevant. They consist

of :

a uniformly distributed load, qfk

a concentrated load Qfwk

10 kN acting on a square surface of sides 0,10 m

loads representing service vehicles, Qserv.

248


Static models for horizontal forces

A horizontal force Qflk should be taken into account, acting

along the bridge deck axis at the pavement level.

Qflk =max { 10% of qfk ; 60% Qserv (service vehicle) }

This force is normally sufficient to ensure the horizontal longitudinal stability of footbridges. It does not ensure horizontal

transverse stability, which should be ensured by considering other actions or

by appropriate design measures.


249


Actions for accidental design situations for footbridges

road traffic under the bridge (i.e. collision) EN 1991 Part 1-7: Accidental actions

the accidental presence of a heavy vehicle on the bridge. If no permanent obstacle prevents a vehicle from being

driven onto the bridge deck


250


Dynamic models of pedestrian loads

Depending on the dynamic characteristics of the structure, the relevant natural frequencies

of the main structure of the bridge deck should be determined from an appropriate

structural model.

Forces exerted by pedestrians with a frequency identical to one of the natural frequencies

of the bridge can result into resonance and need to be taken into account for limit state

verifications in relation with vibrations.

Appropriate dynamic models of pedestrian loads and comfort criteria should be defined.


251

Aco pedonal

Tem uma variao temporal de natureza peridica, com aces dinmicas dominadas

por contributos caracterizados pela frequncia de passada e seus mltiplos

Os nveis de vibrao elevados devem-se

essencialmente possibilidade de ocorrncia

de fenmenos de ressonncia motivados pela

proximidade entre a frequncia de passada

dos pees e a frequncia natural de um dado

modo de vibrao da estrutura

Importncia do amortecimento

(que constitui uma das principais incertezas na fase de projecto)

252

Bandas de risco de ressonncia da aco pedonal

BS 5400

Bachmann

SETRA

Synpex

NA BS EN 1991-2

Bandas de frequncias de modos verticais para as quais se dispensa um estudo dinmico detalhado

Bandas de risco de ressonncia para vibraes na direco vertical e longitudinal, segundo o Stra

253

Bandas de frequncias de modos laterais para as quais se dispensa um estudo dinmico detalhado

BS 5400

Bachmann

SETRA

Synpex

NA BS EN 1991-2

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5

Bandas de risco de ressonncia para vibraes na direco transversal, segundo o Stra

Bandas de risco de ressonncia da aco pedonal

254

Limites de segurana e conforto

Valores limite da acelerao mxima em tabuleiros de pontes

Limites da acelerao vertical em funo da frequncia

natural da estrutura

Limites da acelerao horizontal em funo da frequncia

natural da estrutura

Abordagem pouco flexvel que no permite uma adequao s

caractersticas da ponte, sensibilidade dos seus utilizadores, entre

outros factores

255

Classes de conforto do Stra/Synpex

Limites de acelerao do Anexo Nacional da BS EN 1991-2

k1 : traduz alteraes sensibilidade dos pees em funo da localizao da ponte

k2 : traduz a redundncia do trajecto

k3 : traduz alteraes da sensibilidade dos pees devido altura da estrutura

k4 : coeficiente de exposio a acordar com o Dono de Obra

Limites de segurana e conforto

256

Stra

Metodologias de avaliao dinmica O Dono de Obra e o projectista definem:

Clculo de frequncias naturais

Risco de ressonncia

Nvel de conforto considerado adequado sem verificao explcita

No

Anlise dinmica

Sim

Verificao do critriode conforto: av,max < alim

e de sincronizao lateral: ah,max < alock-in

Concluso

Verifica

Medidas de melhoria do comportamento dinmico

No verifica

Classe da ponte

No necessrio proceder avaliao dinmica

Classe IV

Classes I a III

densidade de trfego

classe de conforto a garantir: alim

Modelao de fluxos de pees por um conjunto de um a trs casos de carga seleccionados em funo da classe da ponte e da banda de risco de ressonncia das suas frequncias naturais

Duas hipteses correpondendo a: i) massa da ponte vazia ii) massa adicional de 1 P/m2 no tabuleiro

Aceleraes mximas na estrutura: amax

257

Stra

Metodologias de avaliao dinmica

258

SYNPEX

Dono de Obra e projectista definem vrias situaes de projecto, estabelecendo: i) a classe de trfego (densidade pees) ii) o nvel de conforto a garantir

Situao

projectoDescrio

Classe

trfego

Frequncia

ocorrncia

Nvel de

conforto

1 inaugurao TC4 uma vez CL3

2 des locao emprego TC2 diria CL1

3 passeio de fim de semana TC1 semanal CL2

4 . . .


Risco de ressonncia


No

Sim

Anlise dinmica

Verificao do critriode conforto: av,max < alime de no-sincronizao lateral: ah,max < alock-in

Modelos de carga adequados a cada situao de projecto considerada, representando: - fluxo de pees - pees isolados e grupos de pees em marcha e em corrida

Aceleraes mximas na estrutura: amax

ConclusoVerifica

Medidas de melhoria do comportamento dinmico

No verifica


259

SYNPEX


260

Anexo Nacional da

BS EN 1991-2


Risco de ressonncia


No

Sim

Anlise dinmica: Modelos de carga de: i) grupos de pees em marcha i) grupos de pees em corrida ii) fluxos de pees

Anlise da possibilidade de vibraes laterais de grande amplitude

Clculo das aceleraes mximas na direco vertical: av,max

Verificao do critriode conforto: av,max < alim

No verifica

Verificao do critrio estabilidade lateral

Verifica

Verifica

ConclusoMedidas de melhoria do comportamento dinmico

No verifica

Classificao da ponte

O Dono de Obra define a localizao e a densidade de trfego esperada

Critrio de conforto: alim


261


262

Anexo Nacional da

BS EN 1991-2

Aces induzidas por pees individuais

Caracterizao experimental

Numeroso investigadores tm realizado medies

das foras dinmicas exercidas por pees em

andamento sobre clulas de carga colocadas sobre

um pavimento rgido e estacionrio

Admitindo que a aco pedonal peridica, a aplicao da transformada de Fourier

ao sinal recolhido experimentalmente permite estabelecer expresses matemticas

das funes de carga:

As aces exercidas sobre o pavimento

apresentam uma variabilidade significativa,

destacando-se a frequncia de passada fp como

o parmetro que mais as influencia

263

Modelos de carga para caminhada

Modelo de carga para corrida

Recomenda-se a utilizao dos modelos do Synpex ou do A.N. da BS EN1991-2

Amplitude normalizada do primeiro e segundo harmnico em funo da frequncia de passada segundo diferentes modelos de carga

Aces induzidas por pees individuais

264

Grupos e fluxos contnuos de pees

A aco simultnea de vrios pees tem uma natureza complexa

Variabilidade das caractersticas individuais, interao entre pees,

O n. equivalente de pees sincronizados neq e a de taxa de sincronizao = neq / n

Referem-se correlao dos pees de um grupo ou fluxo (por ex., admitindo que todos

circulam com a mesma frequncia de passada, a sincronizao ocorre quando os

ngulos de fase coincidem)

A taxa de sincronizao varia entre e 1.0, em que o limite inferior corresponde a um

grupo em marcha no sincronizada (teoria de Matsumoto), e o limite superior a um

grupo totalmente sincronizado

Densidade de pees no tabuleiro:

Condiciona a velocidade de andamento

e a liberdade de movimentos de cada

peo

De um modo geral, o factor que mais

condiciona a taxa de sincronizao

265

Modelo do Stra / Synpex

A acelerao mxima induzida por um fluxo de pees em caminhada obtida por aplicao de foras distribudas em ressonncia com as frequncias dos modos de

vibrao crticos:

Com recurso a um elevado nmero de

simulaes numricas, foi possvel obter

as expresses empricas da taxa de

sincronizao dos pees:

Os coeficientes k traduzem a banda de freq. crticas do harmnico de ordem i

Grupos e fluxos contnuos de pees

266

Vibraes laterais e sincronizao

Vibraes laterais excessivas podem decorrer de trs mecanismos distintos:

1) Ressonncia directa: em tabuleiros com modos laterais com freq. entre 0.6 e 1.2 Hz

2) Interaco dinmica: adaptao do movimento dos pees oscilao do tabuleiro

3) Ressonncia interna: em estruturas em que ocorrem fenmenos de interaco e

ressonncia entre diferentes modos de vibrao, e em que as frequncias dos

modos verticais se encontram nas bandas de frequncias com risco elevado de

ressonncia

O Lock-in:

um fenmeno de interao dinmica caracterizado pela sincronizao do movimento

dos pees com a oscilao da estrutura

Pode ocorrer em tabuleiros com oscilaes laterais superiores a cerca de 5 mm, ou

com acelerao na direco transversal superior a 0.15 m/s2

267

Vibraes laterais e sincronizao

Verificao por critrios de estabilidade

Modelo de Dallard

Modelo do Anexo Nacional da BS EN 1991-2

mp(s) = massa dos pees por

unidade de comprimento:

268

Bibliografia

269

Jos Carlos Lino [NEWTON]

A aplicao da metodologia BIM ao projeto, fabrico e montagem de estruturas metlicas

ndice

1. Apresentao

2. O que o BIM?

3. O BIM aplicado s estruturas metlicas

- Projeto

- Fabrico

- Montagem

4. Tendncias

5. Concluses

271

Apresentao

ENGENHARIA

Construo e Indstria

Projectos

Consultorias

Peritagens

SOFTWARE

Software de Clculo

Software de Gesto

I&D

Ncleo IDI

Colaborao c/ Universidades

Teses PhD/MSc em ambiente empresarial

Grupos de Trabalho (Bim Forum Portugal / PTPC)

Fundada em 1990

272

Apresentao

EDIFCIOS

Habitacionais

Centros comerciais

Edifcios para Ensino e Investigao

Equipamentos desportivos e culturais

Equipamentos de transportes

Reabilitao e Recuperao

Arrbida Shopping

Estao Viana Torre das Antas

Centro Cultural de Lhavo

273

INFRA-ESTRUTURAS AMBIENTAIS E EQUIPAMENTOS INDUSTRIAIS

Indstrias (Transformao/Distribuio/Manufatura)

Centros de Logstica

Concessionrios Automveis

Estaes de Tratamento de guas

Estaes de Valorizao Orgnica e Tratamento de Resduos Slidos

ETAR de Serzedo Lactogal ETAR do Ave

Apresentao

274

ndice

1. Apresentao

2. O que o BIM?


- Projeto

- Fabrico

- Montagem

4. Tendncias

5. Concluses

275

2. O que o BIM?

A indstria da arquitetura, engenharia e construo (AEC), est perante mudanas e

desafios relevantes, quer tecnolgicos, quer institucionais, onde se incluem:

crescente complexidade dos projetos;

elevada proliferao da informao = Infoxication;

necessidade de melhorar da produtividade.

necessidade de aplicao apropriada de prticas sustentveis;

Esta indstria, usualmente tradicional e avessa mudana, est progressivamente a

optar por solues de automatizao e modernizao

276

Surge assim o BIM Building Information Modeling

Se uma imagem vale mais do que mil

palavras, um modelo vale mais do que mil

imagens. (Edward McCracken)

CAD ajuda pessoas a desenhar, BIM

ajuda pessoas a construir. (Richard

Saxon)

2. O que o BIM?

277

Metodologias de representao grfica utilizadas na Indstria da Arquitetura,

Engenharia e Construo (AEC):

BIM

Desenho manual CAD 2D CAD 3D BIM

2007 1982 1995

Entity Based Modelao

Geomtrica

Object Oriented -

Modelao Orientada

por objetos

2. O que o BIM?

278

Definir os

Objetos

-Vigas;

-Pilares;

-Paredes;

-Lajes;

-Sapatas;

-

Viga

Pilar

Sapata

Laje

Parede

Realizar

Construo Virtual

do Edifcio

Pro

jeto

New

ton

IN

ES

C

Modelao 3D digital, orientada por objetos paramtricos;

2. O que o BIM?

279

Level of development (LOD) aplicado a uma cadeira (Practicalbim.com)

Level of development (LOD)

2. O que o BIM?

280

O conceito da utilizao de objetos e dos armazns digitais

2. O que o BIM?

281

O que NO BIM

A terminologia BIM, por vezes, tem sido usada abusivamente levando a confuses e a mal-

entendidos sobre o que o BIM.

Assim, NO se pode considerar BIM:

Modelos que apenas contm informao 3D e poucos (ou nenhuns)

atributos sobre os objetos;

Modelos que no consideram o comportamento paramtrico dos objetos;

Modelos que so compostos por vrios ficheiros CAD 2D que so combinados de modo a definir o edifcio;

Modelos que permitam alteraes s dimenses numa dada vista que no sejam automaticamente refletidas em todo o modelo, logo em todas

as restantes vistas.

2. O que o BIM?

282

Building + Information + Modeling

Building

Information Modeling

+ +

Construo Informao Modelao

O BIM uma metodologia de partilha da informao e de

comunicao entre todos os intervenientes e durante todas

as fases do ciclo de vida de uma construo que se apoia num

modelo digital, acessvel por software o qual permite a

manipulao virtual dessa mesma construo.

2. O que o BIM?

283

O BIM no ciclo de vida do edifcio (autodesk.com)

BIM ao longo do ciclo de vida da construo

2. O que o BIM?

284

Dom

ain

IFC4 RC4 (buildingSMART)

IFC Spatial structure (Liu)

IFC framework (buildingSMART)

Industry Foundation Classes (IFC)

2. O que o BIM?

285

Comunicao entre os Intervenientes no Mtodo Tradicional e com o IPD (KIVINIEMI, 2010)

Paul Morrell, 2013 Paul Morrell, 2013

Comunicao projeto tradicional vs IPD

2. O que o BIM?

286

Defining BIM Uses and Roles

Mapping the collaborative

process

Information Exchange

Requirements

Management of BIM Data and

Models

2. O que o BIM?

287

Modelos de contratos de empreitada:

Contrato tradicional Projeto/Concurso/Construo

Conceo/Construo

Gesto com partilha de risco

2. O que o BIM?

288

Curva de MacLeamy

Ciclo de vida dum Edifcio:

A Promoo; B Estudo Prvio; C Projeto;

D Projeto de Execuo; E Concurso; F Gesto da construo; G Operao.

Tempo

Esfo

ro

/ E

feit

o

1 Decises tm impacto nos custos e aspetos funcionais do projeto;

2 Custo de alteraes produzidas no projeto;

3 Processo tradicional de distribuio de esforos;

4 Processo colaborativo.

Antecipar as tomadas de decises

de projeto

Vantagens:

Deteo de erros em fases

primrias; Otimizao do processo.

Integrated Project Delivery (IPD)

2. O que o BIM?

289

Planeamento e controlo de tempos (4D)

Planeamento e controlo de custos (5D)

Otimizao das atividades a desenvolver;

Projeo de cenrios futuros.

Maior controlo de custos;

Oramentao de cenrios.

usa.a

uto

desk.c

om

2. O que o BIM?

290

2. O que o BIM?

291

(Broquetas)

2. O que o BIM?

292

Visualizadores

IFC

(open BIM)

TeklaBIMsight

BIMx

Solibri Model Viewer

DDS-CAD Viewer

Nemetschek IFC Viewer

Autodesk Design Review

Bentley Navigator

2. O que o BIM?

293

O valor do BIM

J bastantes estudos se realizaram no sentido de avaliar o retorno de investimento (ROI),

que relaciona os ganhos expectveis com as perdas referentes ao investimento;

2. O que o BIM?

294

Overall development of BIM in the Portuguese industry

Adoption of BIM is increasing;

BIM

Ma

turi

ty

Time

expert

admission

Training staff

ROLE OF EDUCATION

INSTITUTIONS!

2. O que o BIM?

295

Ensino em Engenharia

(Barison)

Matriz de proficincia em BIM (Barison)

2. O que o BIM?

296

2. O que o BIM?

297

2. O que o BIM?

298

ndice

1. Apresentao

2. O que o BIM?


- Projeto

- Fabrico

- Montagem

4. Tendncias

5. Concluses

299


BIM nas

Estruturas

Metlicas

BIM nas

Estruturas

Mistas

BIM nas

Estruturas de

Madeira

BIM nas

Estruturas de

Alvenaria

BIM nas

Estruturas Pr-

Fabricadas

BIM nas

Estruturas de

Beto Armado

Integrao

complexa

Integrao

simples

Integrao

simples Integrao

mdia

Integrao

complexa

Integrao

simples

300

Projeto

Fabrico

Montagem

Pormenoriza

o Estrutural

Anlise de

Quantidades e

Custos (5D)

Modelo BIM

de

Arquitetura

Modelo BIM

Estrutural

Anlise

Estrutural

Gerao

automtica da

documentao

Coordenao

Multidisciplinar

(3D)

Faseamento

Construtivo

(4D)


301

Modelo Arquitetura

Modelo Estrutural

Modelo Redes

BIM 3D: Coordenao dum Projeto Multidisciplinar

(Jeong et al.)

Mo

ta-E

ng

il


302

Colaborao com a equipa

de arquitetura (partilha de

informao);

Parametrizao dos objetos

estruturais;

Integrao com ferramenta

de anlise estrutural;

Tempo de resposta.

Modelo de Arquitetura Modelo de Arquitetura

Modelo de Estuturas

- Hobo by Modular System


303

- Hobo by Modular System


304

Aplicaes prticas do BIM no Projeto

- Anlise Estrutural

Modelo BIM

Estrutural

Modelo de Anlise

Estrutural

Fonte

: A

RU

P Formatos de

troca:

- CIS/2;

- IFC 4;

- API Direto.

Integrao com

ferramentas de anlise

estrutural;

Modelo geomtrico vs

modelo analtico;

Tempo de resposta;

Bidirecional alteraes

automticas entre

software.

Fonte

: A

RU

P


305

- Centro Cultural de lhavo

25 metros


306


307

- Pai Natal, Nice


308

Cortesia: Castros


- Coordenao Multidisciplinar 3D

Compatibilizao

entre

especialidades;

Deteo

automtica de

conflitos.


309

Fonte: Autodesk


- Pormenorizao estrutural: Ligaes Metlicas

Famlias paramtricas

previamente

disponibilizadas;

Elevada diversidade

de solues;

Possibilidade de

editar e criar novas

solues,

parametricamente

regulveis.

Fonte: Tekla


310



Toda a informao da

ligao metlica:

Espessura das

chapas metlicas;

Parafusos;

Comprimentos de

soldadura.

Facilidade de introduo

da informao.

Fonte: DS Component


311



Deteo automtica de irregularidades;

Definio de automatismos em ligaes metlicas.

Fonte: DSTech Fonte: DScomponent


312


- Gerao automtica de desenhos

Fon

te: A

RU

P


313


- Extrao de Quantidades

Extrao

automtica de

quantidades;

Obteno de

solues

otimizadas;

Apoio tomada de

decises.

Fonte: Tekla

Fonte

: A

RU

P


314


- Faseamento Construtivo (4D)

Otimizao das

atividades a

desenvolver durante

a construo;

Faseamento

construtivo da

estrutura.


315

Fonte: Tekla

Projeto

Fabrico

Montagem

Preparao

CAM


316

Aplicaes prticas do BIM no Fabrico:

-Preparao Fabrico Clculo

Pormenorizao

Fonte: TecnoMETAL BIM


317

Fonte: ARUP

Fonte: ARUP

Fonte: ARUP

Fonte: ARUP

Pormenorizao

(Modelo

Detalhado)

Extrao de

ficheiros

para programas de

optimizao de corte


-CAM

Envio de ficheiros

(otimizados)

para a serralharia


318


-CAM

Recepo dos

ficheiros

para corte

Fonte: Capital Steel

Fonte: ARUP

Fonte: BIMFORUM Fonte: BIMFORUM

Corte efectuado atravs

de comando nmerico

computorizado (CNC)

Fonte: BySteel

Fonte

: E

.Pih

l &

S

n


319

Fonte: Capital Steel


- Chapas


320


- Perfis


321


- Perfis compostos


322

Projeto

Fabrico

Montagem

Transporte / Logstica

Instalao / Montagem


323

Aplicaes prticas do BIM na montagem

- Transporte / Logstica

1. Retira-se a lista de expedio a partir do

modelo BIM e envia-se ao departamento

de logstica;

2. Execuo dos mapas de carga atravs

da lista expedio obtida.


324

Fonte: Daliy News

Planeamento do estaleiro de obra: GIS

(Geographic Information System)

Integrao do GIS com o BIM:

Parametrizar as zonas do

estaleiro;

Otimizar a planeamento espacial

do estaleiro.

Fonte: TecnoMETAL BIM Fonte: Daliy News Fonte: BIMForum

Fonte: Haxlog Logisstics Center


325


- Transporte / Logstica

Recorrer ao modelo BIM digital para

efetuar a introduo real dos

elementos da estrutura.

Dados digitais utilizados diretamente em obra

Fon

te: T

ekla

Str

uct

ure

s &

Tri

mb

le L

M8

0 I

nte

grat

ion

.

Modelo BIM

Obra Real


326


- Instalao Georeferenciao

ndice

1. Apresentao

2. O que o BIM?

3. O BIM aplicado s Estruturas metlicas

- Projeto

- Fabrico

- Montagem

4. Tendncias

5. Concluses

327

4. Tendncias

Interoperabilidade entre software BIM e BI;

Maior colaborao multidisciplinar em fases iniciais do projeto;

Verificao automtica das regulamentos;

328

Fonte: Nawari

Modelo de arquit.

(ex: Rhino)

Editor algoritmo

grfico

(ex: Grasshopper)

Anlise Estrutural

Fonte: odysseasgeorgiou.com

Fonte:

odysseasgeorgiou.co

m

Fonte: odysseasgeorgiou.com

Modelao paramtrica e a otimizao;

4. Tendncias

329

Forma otimizada

(folha de clculo) Modelo BIM

Modelo de

Fabricao

Fonte: ARUP

Fonte: ARUP

Fonte: ARUP

4. Tendncias

330

Exemplos: Modelao paramtrica na projeto de estruturas metlicas

Koahsiung Exhibition Centre, Taiwan:

Fonte: Grasshopper

Fonte: Grasshopper

4. Tendncias

331

Exemplos: Modelao paramtrica na projeto de estruturas metlicas

Busan Cinema Complex, Coreia do Sul

Fonte: Tekla

Fonte: Tekla

Fonte: Tekla

Fonte: Tekla

4. Tendncias

332

BIM na reabilitao de estruturas metlicas (3D laser scanning conceo do modelo BIM)

Levantamento

em campo

Leitura dos pontos (~50 000 a 500 000

pontos por segundo);

Traduo dos resultados capturados para

um software de leitura;

Constituio duma nuvem de pontos em 3D.

Fonte: Survey & Safety suvey express blog

4. Tendncias

333


4. Tendncias

334

Fonte: Grantham,Coates

Edifcio real

Nuvem de pontos em 3D

Modelo BIM Estrutural


Permite modelar em BIM as condies

geomtricas reais;

J se encontram solues de software

que automatizam a

modelao.

Fonte: Tekla Fonte: ASCENT

Fonte: Grantham,Coates

4. Tendncias

335

ndice

1. Apresentao

2. O que o BIM?

3. O BIM aplicado s Estruturas metlicas

- Projeto

- Fabrico

- Montagem

4. Tendncias

seminario portugal steel vf

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