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Aerodynamic characterization of the 516 Arouca Pedestrian suspension Bridge over the Paiva River
Given the 516 Arouca pedestrian suspension bridge
Year: 2023
Number Pages:
18 pp.
Author(s): Marques da Silva, F.
: Wind
Editor: MDPI
Volume:
3.
DOI:
10.3390/wind3010006
Keywords: wind tunnel; wind loading; suspended bridges
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Harmonised procedure to update thermal loads in the Eurocodes. Case study for Italy
The characteristic values of temperature corresponding to the maximum and minimum shade air temperature with an annual probability of being exceeded 0.02, used in the European construction standard for thermal actions (EN 1991-1-5:2003), are usually assessed at a country level and included in the National Annexes to that Eurocode part.The paper aims to support national authorities on elaborating maps for thermal actions using publicly available datasets, consistent at a European level, and harmonised modelling approaches. In addition, these datasets are continuously updated, reflecting the current climate and capturing potential global warming variations.The work investigates how updates in data and modelling could affect the characteristic values currentlyadopted in the Italian National Annexes to the Eurocodes. The main results show that: (i) the currently adoptednumber and locations of the weather stations result fairly representative of the patterns detected by exploitingadditional datasets; ii) the statistical method plays an essential role in the assessment of characteristic values, i.e., the method adopted in the current Italian standard evaluates more conservative characteristic values of maximum temperature than Gumbel or Generalized Extreme Value distributions, but could err on the unsafe side for minimum ones; (iii) both E-OBS and ERA5-Land datasets represent two optimal products to be used as a common source of temperature values at European scale; (iv) moving towards an updated period for temperature data results on an increase of characteristic values of maximum temperature and limited variations in spatial extent and magnitude of characteristic values of minimum ones.
Year: 2023
Number Pages:
15p..
Author(s): Dimova, S.; Luísa Sousa, M.; Reder, A.; Rianna, G.
: Climate Services
Editor: Elsevier
Volume:
Volume 30.
Keywords: Thermal load maps; Reanalysis; Eurocodes; Climatic actions; Climate change
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Experimental and numerical evaluation of the wind load on the 516 Arouca pedestrian suspension bridge
The present work analyses the wind load effects on the 516 Arouca bridge, the world's longest pedestrian suspension bridge in 2020. Computational fluid dynamics (CFD) was used to model a range of wind incidence angles between -8? and +8?. The simulations were performed by solving the steady-state Reynolds averaged Navier-Stokes (RANS) equations with the k-? shear stress transport (SST) model. The simulations were carried out for different bridge configurations to determine the influence of the upper guard of the tray deck and the suspended cables on the generated loads. The numerical results were validated by performing different wind tunnel tests using a reduced scaled prototype. The predicted aerodynamic characteristics showed good agreement with the experimental results. Furthermore, the drag forces obtained from the numerical analysis agree with the computed values from the Eurocode (NP EN 1991-1-4:2010) for different inlet wind velocities, ranging from 3.91 m/s to 52.84 m/s.
Year: 2022
Number Pages:
13pp.
Author(s): Tadeu, A.; Marques da Silva, F.; Ramezani, B.; Romero, A.; Skerget, L.; Bandeira, F.
: Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics
Editor: Elsevier
Volume:
220.
Keywords: wind load; suspension bridge; wind tunnel; CFD
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Risk and resilience assessment of Lisbon
The safety and resilience of school buildings against natural disasters is of paramount importance since schools represent a reference point for communities. Such significance is not only related to the direct consequences of collapse on a vulnerable part of the population, but also due to the importance of schools in the post-disaster recovery. This work is focused on the risk and resilience assessment of school buildings in Lisbon (Portugal) under seismic events. The results of this study, in which a subset of 32 schools are analyzed, are used to define a prioritization strategy to mitigate the seismic risk of the Lisbon City Council school building portfolio and to assess the overall resilience of the school network. Numerical modeling of the school buildings is performed in order to estimate losses in terms of the built-up area of the schools and recovery times associated with different seismic scenarios, which are probabilistically defined specifically for the sites of the buildings, accounting for the local soil conditions and associated amplification effects. Based on the obtained risk estimates, which are compared to reference values established on international guidelines and specialized literature, the Lisbon City Council and LNEC jointly defined a short- and medium-term risk mitigation plan, starting with a detailed inspection and assessment of the most vulnerable school buildings and continuing to the implementation of retrofitting measures.
Year: 2022
Number Pages:
28p.
Author(s): Campos Costa, A.; Carvalho, A. M.; Correia, A.A.; Candeias, P.; Ribeiro, F.
: Applied sciences
Editor: MDPI journals
Volume:
Vol.12, Issue 17.
Keywords: Recovery planning; Emergency; Decision-making; Numerical modeling; Scenario-based analysis; Risk mitigation; Resilience; Seismic risk;
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Aspetos gerais da aplicação em Portugal do Eurocódigo 8 Parte 3 Anexo C (Informativo) Edifícios de alvenaria
Procuram-se sintetizar neste artigo os principais aspetos relacionados com a avaliação e a reabilitação sísmica de edifícios existentes de alvenaria, compatibilizando a NP EN 1998-3:2017 com os respetivos Anexo C, específico para edifícios de alvenaria, e Anexo Nacional, específico para Portugal. A avaliação sísmica é um procedimento quantitativo através do qual se verifica se um edifício existente, danificado ou não, satisfaz os requisitos de desempenho, definidos por uma combinação de um estado limite com um nível de ação sísmica, através de critérios de conformidade. Neste procedimento estão envolvidos a definição da ação sísmica, a modelação da estrutura, os métodos de análise para determinação dos efeitos das ações e as verificações de segurança. São abordados os métodos de análise, dois lineares e dois não lineares, aplicáveis a edifícios existentes de alvenaria, bem como as recomendações específicas do Anexo C e as informações complementares do Anexo Nacional.
Year: 2020
Number Pages:
99-120pp.
Author(s): Candeias, P.; Correia, A.A.; Campos Costa, A.; Catarino, J. M.; Pipa, M.; Cruz, H.; Cansado Carvalho, E.; Costa, A.
: Revista Portuguesa de Engenharia de Estruturas (rpee)
Editor: LNEC
Volume:
Série III, N.º 12.
Keywords: Eurocódigo 8; Avaliação sísmica; Edifícios de alvenaria existentes
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Métodos expeditos para avaliação sísmica de edifícios de alvenaria com pavimentos rígidos
A avaliação da segurança sísmica de edifícios existentes de alvenaria tem como referência os procedimentos dispostos na NP EN 1998-3:2017 (Anexo C) e o respetivo Anexo Nacional, que estabelecem os requisitos de desempenho e os critérios de conformidade para edifícios existentes sujeitos a um determinado nível de ação sísmica. No seguimento das exigências regulamentares, e à luz da verificação da segurança à ação sísmica preconizada na norma, realizaram-se análises probabilísticas de vulnerabilidade sísmica e fiabilidade estrutural a um grande conjunto de edifícios de alvenaria representativos do parque habitacional, que conduziram ao desenvolvimento de métodos expeditos para a avaliação sísmica em alternativa à verificação pelo método de referência. Os métodos propostos permitem avaliar a resistência sísmica de edifícios de alvenaria com pavimentos rígidos, sem recurso a análises numéricas e recorrendo apenas a parâmetros geométricos (Método I) ou em conjunto com as propriedades mecânicas dos materiais (Método II).
Year: 2020
Number Pages:
111-128pp.
Author(s): Bernardo, V.; Campos Costa, A.; Costa, A.; Catarino, J. M.; Candeias, P.
: Revista Portuguesa de Engenharia de Estruturas (RPEE)
Editor: LNEC, APEE, GPBE e SPES
Volume:
Série III, Nº 14.
Keywords: Métodos expeditos; Avaliação sísmica; Pavimentos rígidos; Edifícios existentes de alvenaria
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Modulus of elasticity of mortars: Static and dynamic analyses
The analysis and control of deformability of wall coating mortars contributes to minimize crack development and propagation, one of the most common anomalies in building facades. Many of these cracks appear due to internal stresses in the coating mortar, because of imposed deformations or of imposed restrictions by the substrate. These deformability studies should include one or more experimental methods to determine the modulus of elasticity (E) of the coating mortars in question. There are two approaches to experimentally determine E for mortar specimens: static and dynamic experimental methodologies. For civil engineering applications, the results obtained from static methodologies are more adequate than those obtained with dynamic methodologies. However, since static E results are scarce due to a lack of an established static methodology for mortars, mainly due to their lower mechanical resistance, friable behaviour and higher frailty when compared to concrete, engineers are led to use the established dynamic methodologies. This paper proposes an experimental methodology to determine the static E for moulded mortars specimens. The methodology was adapted from the standard procedure used for concrete specimens, to accommodate the specific characteristics of mortar specimens, namely: provide reliable displacement and applied load data; solve issue related to specific mechanical characteristics of mortar specimens, such as low strength and friable behaviour. This methodology was applied to standard moulded mortar specimens made from multiple mineral binders (cement, hydraulic lime and air lime). In order to validate it, the obtained results were compared with two, well-established, dynamic experimental methodologies (Resonance Frequency and Ultrasonic methodologies) as well as with reference values from relevant bibliography. Using the previous data, this paper also includes a preliminary analysis on the ratios between static and dynamic E values for the studied mortars, representing another objective of this study.
Year: 2020
Number Pages:
9p.
Author(s): Mera Marques, A.; Morais, J.; Gil de Morais, P.; Veiga, M. R.; Santos, C.; Candeias, P.; Ferreira, J.
: Construction and Building Materials
Editor: Elsevier
Volume:
Vol 232.
Keywords: Static modulus of elasticity; Deformability; Static and dynamic ratios; Dynamic modulus of elasticity; Mortars
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Optical Measurement of Planar Deformations in the Destructive Mechanical Testing of Masonry Specimens
This paper addresses the planar measurement problem in the destructive mechanical testing of masonry specimens, describing the proposed optical measurement solution. The adopted affine geometrical camera model is described as well as its experimental implementation using a digital camera and a measurement referential traceable to the International System of Units (SI). Experimental results from non-destructive tests are presented and discussed, including measurements obtained from the use of classical contact instrumentation. Measurement estimates and uncertainties related to the quantified mechanical properties are also shown.
Year: 2020
Author(s): Lages Martins, L.; Mera Marques, A.; Ribeiro, A.; Candeias, P.; Veiga, M. R.; Ferreira, J.
: applied sciences
Editor: MDPI
Volume:
Vol. 10, issue 1.
Keywords: Optical measurement; Deformation; Masonry specimens; Destructive testing
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Revestimentos armados como solução de reabilitação sísmica de paredes de alvenaria de edifícios antigos
As construções antigas fazem parte do tecido histórico das cidades, pelo que é importante proceder a intervenções de reabilitação eficientes, mas não destruidoras da sua identidade e valor cultural intrínseco. A utilização de rebocos armados apresenta-se como uma solução simples e eficaz no reforço sísmico deste tipo de construções, nos casos em que não é possível ou exigível a preservação dos revestimentos de paredes. Neste artigo, são analisadas várias composições de rebocos armados, constituídos por ligantes à base de cal aérea, cal hidráulica ou cimento, com um traço usual e com armaduras constituídas por redes metálicas, redes de fibra de vidro e uma rede de fibra natural. É analisada a capacidade resistente à tração desses revestimentos armados, assim como aspetos que podem influenciar a compatibilidade com os materiais existentes, apresentando-se as principais vantagens e desvantagens dos vários tipos de revestimentos.
Year: 2020
Number Pages:
25-36pp.
Author(s): Mera Marques, A.; Veiga, M. R.; Candeias, P.; Ferreira, J.
: Revista Portuguesa de Engenharia de Estruturas (rpee)
Editor: LNEC
Volume:
Série III, N.º 13.
Keywords: Edifícios antigos; Paredes de alvenaria; Reabilitação sísmica; Revestimentos armados
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Análise não linear de um conjunto de edifícios em placa no bairro de Alvalade: avaliação preliminar de estabilidade e previsão dos mecanismos de colapso
Os edifícios tipo placa pertencem à classe dos edifícios mistos de alvenaria e betão armado, caraterizados por paredes de alvenaria resistente onde apoiam lajes em betão armado. Esta tipologia, particularmente expressiva entre os anos de 1930 e 1960, marca um período de transição na história da construção em Portugal, onde a prevalência de elementos estruturais em madeira foi progressivamente substituída por soluções construtivas em betão armado. Em Portugal continental aproximadamente 33% do edificado existente pertence a esta classe, sendo que na Área Metropolitana de Lisboa representam cerca de 22% do parque. Pretende-se simular através de ferramenta avançada de cálculo não linear de estruturas, com base na formulação do Applied Element Method (AEM) [1], o comportamento até ao colapso de um conjunto de edifícios em placa, dispostos em banda, no bairro de Alvalade em Lisboa. Os modelos serão calibrados com base em ensaios experimentais de identificação modal à vibração ambiente.
Year: 2019
Number Pages:
97-106pp.
Author(s): Bernardo, V.; Candeias, P.; Campos Costa, A.; Costa, A.
: Revista Portuguesa de Engenharia de Estruturas (rpee)
Editor: LNEC
Volume:
Série III, N.º 11.
Keywords: Modos de colapso; Análise preliminar de estabilidade; Applied Element Method; Ensaios de caraterização dinâmica; Edifícios tipo placa
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Comunicação
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Accounting for soil-structure interaction in the seismic design of RC wall structures on shallow foundations
The research findings made in recent years now mean that the prospect of accounting for soil-foundation-structure interaction within seismic design is becoming a viable reality. By examining the cyclic response of a parameterized set of shallow foundations, simulated using a recently developed macro-element model that accounts for rotational-vertical-horizontal motion interaction and which considers coherently possible uplift behaviour, new degradation curves for the stiffness and damping of shallow foundations are developed. The improvements included in these curves with respect to previous proposals are: i) the uplift mechanism, a non-dissipative nonlinear mechanism, is taken into account and ii) the overturning moment and the corresponding simultaneous horizontal load are applied on the footing so that the effect of shear force on the overall response is investigated. It is found that rotational stiffness degradation is more severe when shear demands are relatively large compared to flexural demands. Moreover, the stiffness degradation becomes more intense as the static factor of safety for centred vertical loads on the foundation reduces, since the response tends to be dominated by hysteretic behaviour in contrast to an increasingly rigid-body rocking response for larger factors of safety. Hysteretic energy dissipation evolution is represented via equivalent viscous damping curves, obtained from quasi-static cyclic analyses. Finally, the new set of stiffness and damping curves are included for use within the direct displacement-based design framework. By using the improved curves, the bearing capacity of the foundation will be automatically respected since each point of the developed curves will correspond to a solution lying inside or on the ultimate load surface of the foundation system. The benefit of this approach is illustrated through the design of 6-, 8- and 12-storey buildings with and without taking into consideration soil-foundation-structure interaction. Nonlinear dynamic analyses are used to gauge the performance of the design solutions, and it is found that, even though the prediction of foundation rotation demands can be further improved, the direct displacement-based design method provides good control of storey drifts and displacements, suggesting that it could be a valuable procedure for performance-based earthquake engineering in the future.
Year: 2017
Number Pages:
12p.
Author(s): Sotiriadis, D.; Sullivan, T. J.; Correia, A.A.
Editor: ACHISINA, IAEE
Keywords: Direct displacement-based design; Shallow foundation; Soil-foundation-structure interaction; RC wall structure
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Ação do vento em estruturas em casca com três apoios
As estruturas em casca de formas livres ultrafinas são caracterizadas por terem capacidade portante decorrente da sua própria forma. Estas estruturas em casca, ao serem construídas em betão de ultra-elevado desempenho, podem ter espessuras extremamente finas que lhes confere uma imagem de esbelteza e beleza bastante apreciada. A complexidade das formas arquitetónicas destas estruturas em casca exige uma descrição mais exacta da ação do vento e da interação com estas estruturas. No presente trabalho analisa-se o comportamento aerodinâmico de cascas finas pré-fabricadas em betão de ultra-elevado desempenho, com forma triangular. O objetivo é avaliar a interação entre a casca e o vento para diferentes ângulos de incidência do vento bem como a influência de fachadas incorporadas no modelo. Para isso, foi realizada uma campanha de ensaios experimentais num túnel de vento do Laboratório Nacional de Engenharia Civil (LNEC), caracterizada por um perfil de velocidade do vento uniforme, a 20 m/s, em que se determinam os coeficientes de pressão internos e externos na superfície da casca. Foram ensaiadas três configurações distintas do modelo: i) sem fachadas, ii) com uma fachada e iii) com duas fachadas. Os resultados do ensaio são apresentados sob a forma de curvas isobáricas representativas de valores de coeficientes de pressão resultantes.
Year: 2016
Number Pages:
10p.
Author(s): Teixeira, M.; Gomes, M.; Marques da Silva, F.
Editor: APAET
Keywords: Coeficientes de pressão; Estruturas em casca; Forma livre; Túnel de vento
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Ação do vento em sombreamentos em cascata
A arquitetura recorre, por vezes, a dispositivos de sombreamento de grandes dimensões, com formas e configurações de montagem cuja resposta à ação do vento carece de caracterização. Os sombreamentos em cascata, instalados no exterior de fachadas e constituídos por uma série de lamelas paralelas entre si, colocam desafios particulares do ponto de vista da avaliação aerodinâmica que condicionam a carga imposta pelo vento sobre as lamelas e, portanto, o correto dimensionamento dos apoios e da solução a adoptar. O presente trabalho pretende caracterizar experimentalmente o desempenho aerodinâmico das lamelas de um protótipo destes sombreamentos, através de ensaios em túnel de vento com um modelo seccional do dispositivo à escala real. Os requisitos específicos do ensaio ditaram o desenvolvimento de uma solução particular para a medição das forças aerodinâmicas. Mediram-se as cargas induzidas pelo escoamento sobre uma lamela do sombreamento para vários ângulos de incidência, fazendo variar a inclinação do modelo relativamente ao escoamento de aproximação. Com base nas medições, foi estimada a carga máxima a que as lamelas estão sujeitas por ação do vento.
Year: 2016
Author(s): Marques da Silva, F.; Gil de Morais, P.; Pereira, I.; Bairrão, R.; Morais, J.
Editor: LNEC
Keywords: Instrumentação; Ensaios em túnel de vento; Sombreamentos em cascata
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Aerodynamic improvement of a compact high speed train
The aerodynamic design of a compact lightweight high-speed train is discussed. It is an isolated automotive vehicle with a capacity for forty passengers. The fore end geometry is very streamlined and the upper curvature radii are exceptionally large to delay flow separations. The particular duck-shape of the fore region of the nose is responsible for large transverse pressure gradients. The research, described in this paper, explores how the nose geometry and the yaw angle influence the pressure distribution and the three dimensional boundary layer on the nose of the train, causing limiting streamlines on the wall to converge along specific locations. A main goal is to understand if these patterns can be related with the onset of separations at yaw. A semi-analytic model for the skewed boundary layer was compared with RANS calculations. RANS simulations failed to reproduce the expected wall profile and seem to overestimate the diffusion in the boundary layer. On the other hand, the semi-analytic model seems to underestimate diffusion and should be refined with a better model for Reynolds stresses effects on the buffer layer.
Year: 2016
Number Pages:
20p.
Author(s): Pereira, I.; André, J.M.C.S.
Editor: Civil-Comp Press
Keywords: Oil-film visualizations; Wind tunnel tests; RANS simulations; Longitudinal vortices; Three-dimensional boundary layer; Compact train; High-speed train; Train aerodynamics
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Análise do comportamento dinâmico de uma plataforma sísmica e de um pórtico em betão armado e a sua evolução com o dano acumulado
Este trabalho tem como objetivos a caracterização e análise do comportamento dinâmico da plataforma sísmica triaxial do LNEC e da evolução das propriedades modais de um pórtico em betão armado com o dano acumulado em sucessivos ensaios sísmicos. Para esse fim foram analisadas as leituras da instrumentação utilizada em ensaios realizados na referida plataforma sísmica e foram desenvolvidos modelos numéricos de elementos finitos da mesa sísmica e do sistema completo mesa-pórtico. A plataforma sísmica foi caracterizada com base em ensaios de identificação dinâmica utilizando sinais de entrada constituídos por acelerações com conteúdo em frequência de banda larga, do tipo ruído branco, e as acelerações resultantes medidas em vários pontos da mesa sísmica. O pórtico ensaiado é constituído por dois vãos e dois pisos, e construído a uma escala reduzida de 1:1,5, sendo os pilares na base ligados por uma viga de fundação fixa à plataforma sísmica. Sendo representativo da parte inferior de um edifício de 4 pisos, foi aplicado a cada pilar um pré-esforço centrado e não aderente com o objetivo de simular de forma realista a correspondente carga vertical. Foram ainda adicionadas massas concentradas a meio-vão das vigas. O ensaio do pórtico decorreu com a aplicação sucessiva de movimentos sísmicos de intensidade crescente, intercalados com ensaios de caracterização dinâmica à base de respostas impulsivas. Estes permitiram a determinação das características modais do pórtico (modos e frequências naturais e respetivos coeficientes de amortecimento) e a sua evolução desde o estado inicial até ao estado de colapso iminente. Finalmente, os resultados experimentais foram confrontados com os resultados dos modelos numéricos para uma análise aproximada da subestruturação dinâmica do sistema completo nas suas componentes principais.
Year: 2016
Number Pages:
12p.
Author(s): Correia, A.A.; Marques, J.; Baptista, M.A.
Editor: LREC
Keywords: Betão armado; Pórtico; Plataforma sísmica; Dano; Características dinâmicas
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Caracterização experimental do comportamento de ligadores em paredes de tijolo face à vista à tração e à compressão
O comportamento à compressão e à tração em paredes de alvenaria de fachada foi analisado através de uma campanha experimental. Foi desenvolvido um estudo localizado, precisamente na parte da ligação existente, através de conectores, entre uma parede de tijolo face à vista e uma parede de alvenaria de enchimento, que em situações reais se encontra inserida num pórtico de betão armado estrutural. Amostras de ligações quer da parede de tijolo face à vista, quer da parede de enchimento foram submetidos individualmente a carregamentos monotónicos de tração e cíclicos tração-compressão, simulando de alguma forma os carregamentos para fora do plano da parede de fachada. Este trabalho experimental teve como objetivos: (i) avaliar a influência de diferentes características dos ligadores, nomeadamente espessura, geometria e rigidez; (ii) avaliar um método de aplicação alternativo (ancoragem química) possível de adaptar a soluções de reabilitação e (iii) descrever e catalogar os tipos de rotura e comportamento de todas as soluções. Os resultados experimentais deste estudo demostraram que existem determinados parâmetros que têm mais importância no desempenho da ligação, contribuindo assim para uma melhor compreensão do comportamento das ligações submetidas a diferentes tipos de carga.
Year: 2016
Number Pages:
12p.
Author(s): Martins, A.; Vasconcelos, G.; Campos Costa, A.
Editor: LREC
Keywords: Comportamento à compressão e tração e modos de rotura; Conetores; Parede de tijolo face à vista
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Carga aerodinâmica em sombreamentos em cascata
A arquitetura recorre, por vezes, a dispositivos de sombreamento de grandes dimensões, com formas e configurações de montagem cuja resposta à ação do vento carece de caracterização. Os sombreamentos em cascata, instalados no exterior de fachadas e constituídos por uma série de lamelas paralelas entre si, colocam desafios particulares do ponto de vista da avaliação aerodinâmica que condicionam a carga imposta pelo vento sobre as lamelas e, portanto, o correto dimensionamento dos apoios e da solução a adoptar. O presente trabalho pretende caracterizar experimentalmente o desempenho aerodinâmico das lamelas de um protótipo destes sombreamentos, através de ensaios em túnel de vento com um modelo seccional do dispositivo à escala real. Os requisitos específicos do ensaio ditaram o desenvolvimento de uma solução particular para a medição das forças aerodinâmicas. Mediram-se as cargas induzidas pelo escoamento sobre uma lamela do sombreamento para vários ângulos de incidência, fazendo variar a inclinação do modelo relativamente ao escoamento de aproximação. Com base nas medições, foi estimada a carga máxima a que as lamelas estão sujeitas por ação do vento.
Year: 2016
Number Pages:
16p.
Author(s): Marques da Silva, F.; Morais, P.; Pereira, I.; Bairrão, R.; Morais, J.
Editor: LNEC
Keywords: Instrumentação; Ensaios em túnel de vento; Sombreamentos em cascata
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Comportamento dinâmico de paredes de frontal pombalino reforçadas
O estudo apresentado neste trabalho teve como objetivo caracterizar experimentalmente o comportamento dinâmico de paredes de frontal Pombalina, simples e reforçadas, por meio de ensaios na mesa sísmica triaxial do Laboratório Nacional de Engenharia Civil. Os ensaios incidiram sobre dois modelos em escala real nos quais se reproduziu o comportamento de paredes de frontal pombalina, simulando dois andares. Os principais objetivos do trabalho foram: avaliar o desempenho sísmico de paredes de frontal pombalina sem reforço; avaliar o desempenho da técnica de reforço com chapas metálicas nos nós da estrutura de madeira; identificar algumas deficiências no comportamento sísmico dos edifícios pombalinos.
Year: 2016
Number Pages:
12p.
Author(s): Gonçalves, A.; Candeias, P.; Guerreiro, L.; Campos Costa, A.; Ferreira, J.
Editor: LREC
Keywords: Mesa sísmica; Ensaios Dinâmicos; Paredes de frontal; Edifícios Pombalino
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Comportamento sísmico de ligações em passadiços pré-fabricados
Em caso de sismo, a manutenção da livre circulação nas vias de comunicação é fundamental para garantir o acesso dos meios de socorro e de evacuação às regiões afetadas. Um facto geralmente associado a cenários sísmicos é precisamente o da interrupção das vias devido ao descalçamento, e subsequente queda, das passagens superiores. No âmbito do projeto de investigação SUPERB, liderado pela FCT-UNL e financiado pela Fundação para a Ciência e Tecnologia, foram realizados ensaios na mesa sísmica do LNEC com ligações pré-fabricadas viga-pilar, representativas de estruturas reais em Portugal, onde se procurou caracterizar este tipo de ligações. Neste trabalho sintetizam-se os principais resultados obtidos durante os ensaios referidos e apresenta-se um conjunto de simulações sísmicas não lineares efetuadas com um modelo de Elementos Finitos.
Year: 2016
Number Pages:
12p.
Author(s): Campos Costa, A.; Candeias, P.; Guerreiro, L.; Cismasiu, C.; Santos, F.; Perdigão, R.; Bernardo, V.; Sampayo, J.
Editor: LREC
Keywords: Análise sísmica não linear; "Efeito de ferrolho"; Ligações pré-fabricadas
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Construção sustentável com blocos de terra compactada: A solução HiLoTec
A construção de edifícios de pequeno porte em países subdesenvolvidos, através de métodos simples e sustentáveis, define a missão do projeto HiLoTec. Foi neste âmbito que foi desenvolvido um sistema construtivo baseado na utilização de blocos de terra compactada (BTC) com estabilização hidráulica e junta seca, sistema esse que o artigo seguinte pretende expor tendo em conta a experiência no Malawi, o país que serviu para o caso de estudo. O projeto consistiu em estudos de desenvolvimento do sistema construtivo sob o ponto de vista arquitetónico e funcional e numa campanha experimental que incluiu ensaios de caracterização do sistema a diferentes níveis: material (solo), blocos, prismas de alvenaria, paredes de alvenaria, assim como um protótipo ensaiado na mesa sísmica no Laboratório Nacional de Engenharia Civil, em Lisboa. O conhecimento adquirido nas diferentes fases do projeto HiLoTec foi utilizado para produzir um manual de autoconstrução de moradias para países em desenvolvimento que queiram aplicar a tecnologia dos blocos de terra compactada para construir edifícios mais sustentáveis e de baixo custo. O manual utiliza meios gráficos e conteúdo de texto minimalista para torná-lo compreensível para a autoconstrução, ilustrando cada passo da construção, desde a seleção do solo para a produção dos blocos, até à construção da cobertura.
Year: 2016
Number Pages:
12p.
Author(s): Ramos, L.; Campos Costa, A.; Rocha, C.
Editor: LNEC
Keywords: Alvenaria; Comportamento sísmico; Estabilização de BTC; Bloco de terra compactada
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Books
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Historical earthquake-resistant timber framing in the mediterranean area
This book presents a selection of the best papers from the HEaRT 2015 conference, held in Lisbon, Portugal, which provided a valuable forum for engineers and architects, researchers and educators to exchange views and findings concerning the technological history, construction features and seismic behavior of historical timber-framed walls in the Mediterranean countries. The topics covered are wide ranging and include historical aspects and examples of the use of timber-framed construction systems in response to earthquakes, such as the gaiola system in Portugal and the Bourbon system in southern Italy; interpretation of the response of timber-framed walls to seismic actions based on calculations and experimental tests; assessment of the effectiveness of repair and strengthening techniques, e.g., using aramid fiber wires or sheets; and modelling analyses. In addition, on the basis of case studies, a methodology is presented that is applicable to diagnosis, strengthening and improvement of seismic performance and is compatible with modern theoretical principles and conservation criteria. It is hoped that, by contributing to the knowledge of this construction technique, the book will help to promote conservation of this important component of Europes architectural heritage.
Year: 2016
Number Pages:
468p.
Author(s): Cruz, H.; Saporiti Machado, J.; Campos Costa, A.; Candeias, P.; Catarino, J. M.
Editor: Springer
Volume:
Vol. 1.
Keywords: Heart 2015 Conference; Historic Masonry; Performance-based Assessment; Structural Health Monitoring; Timber-Framed Construction Systems; Seismic-Resistant Timber Frames; Historical Constructive Analysis; Historical Timber-Framed Walls
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Assessment of the seismic capacity of stone masonry walls with block models
The applications of discrete elements models based on rigid block formulations to the analysis of masonry walls under horizontal out-of-plane loading is simplified block pattern are addressed. Two procedures for creating irregular block systems are presented, one using Voronoi polygons, the other based on a bed and cross joint structure with random deviations. A test problem provides a comparison of various regular and random block patterns, showing their influence on the failure loads. The estimation of manual frequencies of rigid block models, and its application to static pushover analyses, is addressed. An example of application of rigid block model to wall capacity problem is presented.
Year: 2011
Number Pages:
221-236pp.
Author(s): Lemos, J. V.; Campos Costa, A.; Bretas, E. M.
: Computational Methods in Earthquake Engineering
Editor: Springer
Volume:
Vol. 21.
Keywords: RTigid blocks; Discrete elements; Seismic assessment; Masonry structures
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Earthquake disaster scenario prediction and loss modelling for urban areas
The overall aim of Sub-Project 10 (Earthquake disaster scenario predictions and loss modelling for urban areas) has been to create a tool, based on state-of-the-art loss modelling software, to provide strong, quantified statements about the benefits of a range of possible mitigation actions, in order to support decision-making by urban authorities for seismic risk mitigation strategies. A further larger aim has been to contribute to a seismic risk mitigation policy for future implementation at European level. Among the European cities for which loss estimation studies have been carried out are Istanbul, Lisbon and Thessaloniki, and tools, using GIS mapping, have been developed by research teams in each of these cities; these were made available for further development to examine mitigation strategies within SP10. Related research studies on ground motion estimation, on the assessment of human casualties, and on the evaluation of uncertainty have been carried out by other research teams across Europe which includes INGV, UCAM and USUR respectively. In all three of the cities, a common general approach to loss modelling has been adopted which includes representing the earthquake hazard as a set of alternative ground motion scenarios (typically those with an expected recurrence periods of 50 and 500 years), and applying the ground motion over a target area of known population and building stock. Losses have then been estimated for this target area in terms of levels of building damage and human casualties expected both in the existing state of the target area, and after certain selected potential mitigation actions have been carried out. This has been done in each case using building stock classifications and vulnerability data specific to the particular city concerned. In each case the scope of the proposed mitigation action has been described, and its expected benefit in terms of reduced losses and human casualties has been determined with some preliminary assessment of uncertainty.
Year: 2007
Number Pages:
180p.
Author(s): Campos Costa, A.; Carvalho, A. M.
Editor: IUSS Press
Keywords: Shaking scenarios
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European manual for in-situ assessment of important existing structures. LessLoss Sub Project 5-In-situ assessment, monitoring and typification of buildings and infrastructure
Much work in Earthquake Engineering was devoted to the improvement of earthquake resistant design of new structures. One European result is EN 1998, which will be in several years the main seismic code for all European countries. But it is well known, that older existing structures cause in many large earthquakes much more casualties and damages than new structures. It is certainly not possible to retrofit all existing structures, but agreement exists, that assessment and retrofit of safety - critical - structures and lifeline structures must have priority. In September 2004 the European Integrated Research Project LESSLOSS on Risk Mitigation for Earthquakes and Landslides was started. The project will run for three years and comprises 13 Sub-Projects (SP´s). The consortium consists of 46 partners (see http:\\www.lessloss.org). LESSLOSS SP5 is on In-situ Assessment, Monitoring and Typification of buildings and Infrastructure. The project partners of SP5 are ARS, CESI, LNEC, RWTH and VCE. This Sub Project focuses mainly on the assessment of important existing structures and tries to integrate experimental methods into the assessment procedure. The progress of SP5 obtained in the first year is summarized in this paper. Highlights presented by all partners are mentioned and the assessment of Hospital Innsbruck is presented in more detail. The most innovative task of LESSLOSS/ SP5 is Update of vulnerability estimates via monitoring, which was also started in the first year.
Year: 2007
Number Pages:
195p.
Author(s): Campos Costa, A.; Candeias, P.; Mendes, L.; Flesch, R.; Pellegrini, R.; Friedl, H.; Hoffmeister, B.; Oppe, M.; Veit-Egerer, R.; Wenzel, H.; Eusebio, M.
Editor: IUSS Press
Keywords: Structures; Earthquake
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Modal analysis from ambient vibration survey of bridges: LNEC experience
In order to study the behavior of bridge structures in relation to traffic, wind and seismic loads, it is extremely important to know their actual dynamic properties (natural frequencies, vibration mode shapes and damping). The experimentally identified dynamic properties of bridge structures are also an effective way to characterize their actual global structural behavior. Whether included in the reception load tests of recently built bridges, before they are opened to the traffic, or as part of the inspection works of bridges already in service, LNEC has performed modal analysis studies based on the results of ambient vibration tests. Some of the studies carried out recently in important bridges are reported in this paper.
Year: 1999
Number Pages:
712-718pp.
Author(s): Rodrigues, J.; Campos Costa, A.
: Proceedings of the 17th International Modal Analysis Conference : February 8 - 11, 1999 / IMAC XVII.
Editor: SEM
Volume:
Vol. 3727.
Keywords: Dynamic properties; Bridge structures
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O Sismo de Northridge, Los Angeles, de 17 Janeiro de 1994. Ensinamentos para Portugal.
O sismo de Northridge ocorreu na parte norte da área metropolitana de Los Angeles, Califórnia, às 4:31 h do dia 17 de janeiro, uma segunda-feira coincidente com dia de feriado nacional, tendo atingindo uma magnitude de 6.6 na escala de Richter. O número total de vítimas mortais cifra-se em 57, havendo para cima de 8 000 feridos e 20 000 desalojados. As estimativas de perdas totais, feitas em meados de fevereiro de 1994, apontavam para valores de 15 biliões de US dólares, tendo o Estado da Califórnia apresentado um impacto económico total de ordem dos 30 biliões de dólares, perto do valor do Orçamento Geral do estado Português para 1994. Os prejuízos infligidos na indústria e no comércio são também surpreendentemente elevados, exigindo longos períodos de interrupção das atividades económicas.
Year: 1995
Number Pages:
165p.
Author(s): Oliveira, C.S.; Costa, A.; Campos Costa, A.; Azevedo, J.; Delgado, R.M.
Editor: IST e FEUP
Keywords: Northridge earthquake; Earthquake effects
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Capítulo de Livro
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Shaping favorable beliefs towards seismic protection through risk communication: A pilot-experience in two Lisbon schools (Portugal).
Communicating science within disaster risk reduction using methods that encourage two-way dialogue between scientists and laypersons is a challenging task. This paper aims at presenting a methodological strategy of communicating risk and non-structural seismic protection measures through participatory approach. Such methodological strategy is part of a pilot experience of risk communication in two schools in Lisbon (Portugal) under the EU project KnowRISK (Know your city, Reduce seISmic risK through non-structural elements). The efficacy of education for seismic safety is often inhibited by an incomplete understanding of the process by which individuals decide to protect themselves from harm (Becker JS, Paton D, Johnston DM, Ronan KR. Nat Hazards 64(1):107137, 2012a; Becker JS, Paton D, Johnston DM, Ronan KR. J Civil Eng Archit 6(6):673681, 2012b). Becker et al. (in ibid) conceive such a process composed of a series of stages: knowledge and awareness, thinking and talking, understanding the consequences, developing skills. The above-mentioned pilot experience of risk communication was designed in order to trigger the cognitive process underlying behavioral change. Lisbon is a dormant society as far as earthquake risk is concerned. Given this, risk communication was firstly designed to generate awareness and knowledge among target-groups.
Year: 2019
Number Pages:
445-458pp.
Author(s): Silva, D. S.; Vicente, M.; Pereira, A.; Candeias, P.; Ferreira, M.A.; Oliveira, C.S.; Bernardo, R.; Lopes, M.; Henriques, P.
: Proceedings of the International Conference on Earthquake Engineering and Structural Dynamics
Editor: Springer Link
Volume:
Volume 47.
Keywords: Non-structural; Protective behaviours; Risk communication; Seismic risk
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Characterization of timber masonry walls with dynamic tests
Most of the Lisbon 18th century timber-framed masonry Pombalino buildings currently need seismic rehabilitation due to: (i) natural degradation with aging; (ii) need for adaptation to new serviceability requirements, generally involving higher loads and consequent structural changes; (iii) former interventions with elimination or damage of structural elements, affecting seismic resistance and (iv) noncompliance with the present seismic codes. The research presented in this paper aimed at experimentally evaluating the seismic vulnerability of the Pombalino buildings and at proposing a strengthening technique to reduce it by reinforcing their timber framed Frontal walls. The experimental program was based on extensive dynamic testing on prototype representative of the current characteristic of Frontal walls. The results of the dynamic tests carried out in the LNEC 3D shaking table are presented regarding the two types of tests performed: (a) seismic tests, in which the seismic action was applied with increasing amplitude in the direction of the walls; (b) dynamic identification tests, aiming at evaluating the decrease of the mechanical properties of the models. A comparison of the performance of the non-strengthened and strengthened tested prototypes is also presented.
Year: 2018
Number Pages:
299-309pp.
Author(s): Gonçalves, A.; Candeias, P.; Guerreiro, L.; Ferreira, J.; Campos Costa, A.
: Historical earthquake-resistant timber framing in the mediterranean area
Editor: Springer
Volume:
Vol. 1.
Keywords: Shaking table tests; Timber-masonry walls; Frontal walls; Pombalino buildings
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KnowRISK practical guide for mitigation of seismic risk due to non-structural components
Good performance of non-structural elements can be decisive in saving lives and costs when an earthquake strikes. The European project KnowRISK aims to educate and encourage households to take the necessary precautionary measures to protect people, houses, and contents. Preparedness and prevention act on community resilience. Within the KnowRISK project, the idea of a Practical Guide has been conceived suggesting seismic mitigation solutions for non-structural components to non-experts stakeholders. It is intended to guide people into the first steps of prevention in a straightforward manner, minimizing or avoiding injuries, damage, and long-term financial consequences. The novelty of the Guide belongs to his philosophy: a path through increasing challenges corresponds to a growing level of safety. The idea is that anyone can mitigate seismic risk in its own environment by adopting simple and low cost measures. The Practical Guide may contribute to increase risk awareness. This kind of initiatives if undertaken at larger scales may also enhance social resilience.
Year: 2018
Number Pages:
309-321pp.
Author(s): Ferreira, M.A.; Oliveira, C.S.; Lopes, M.; Musacchio, G; Candeias, P.; Vicente, M.; Silva, D. S.; ONeill, H.; Solarino, S.
: Proceedings of the International Conference on Earthquake Engineering and Structural Dynamics
Editor: Springer Link
Volume:
Volume 47.
Keywords: Practical guide; Community resilience; Preparedness; Non-structural elements
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Elastic and inelastic analyses of frames with a force-based higher-order 3D beam element accounting for axial-flexural-sheartorsional interaction
When one of the dimensions of a structural member is not clearly larger than the two orthogonal ones, engineers are usually compelled to simulate it with refined meshes of shell or solid finite elements that typically impose a large computational burden. The alternative use of classical beam theories, either based on Euler-Bernoulli or Timoshenkos assumptions, will in general not accurately capture important deformation mechanisms such as shear, warping, distortion, flexural-shear-torsional interaction, etc. However, higher-order beam theories are a still largely disregarded avenue that requires an acceptable computational demand and simultaneously has the potential to account for the above mentioned deformation mechanisms, some of which can also be relevant in slender members. This chapter starts by recalling the main theoretical features of a recently developed higher-order beam element, which was combined for the first time with a force-based formulation. The latter strictly verifies the advanced form of beam equilibrium expressed in the governing differential equations. The main innovative theoretical aspects of the proposed element are accompanied by an illustrative application to members with linear elastic behaviour. In particular, the ability of the model to simulate the effect of different boundary conditions on the response of an axially loaded member is addressed, which is then followed by an application to a case where flexural-shear-torsional interaction takes place. The beam performance is assessed by comparison against refined solid finite element analyses, classical beam theory results, and approximate numerical solutions. Finally, with a view to a future extension to earthquake engineering, an example of the element behaviour with inelastic response is also carried out.
Year: 2016
Number Pages:
109-128pp.
Author(s): Correia, A.A.; Almeida, J.P.; Pinho, R.
: Computational Methods in Applied Sciences
Editor: Springer
Volume:
Vol. 3.
Keywords: Inelastic response; Boundary conditions; Flexural-shear-torsional interaction; Higher-order; Force-based; Beam element
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A finite-fault modeling of the 1755 Lisbon earthquake sources
A non stationary stochastic method was applied to test four different models that have been taken as possible for the source of the 1755 earthquake. Source parameters of the model (corner frequency, stress drop) were estimated based on source spectra of S waves of 12 earthquakes records (corresponding to a total of 25 records) and the upper crustal attenuation parameter was estimated from the high-frequency decay of the acceleration spectra, after correcting observed spectra from geometrical spreading and anelastic attenuation effect. Site effects were evaluated by means of an equivalent stochastic non-linear one-dimensional ground response analysis of stratified soil profile using the LNECloss system and using an available data base containing information about soil classification for Portugal and a data base with stratified soil profile units for the Metropolitan Area of Lisbon (MAL).
Year: 2009
Number Pages:
433-454.
Author(s): Carvalho, A. M.; Campos Costa, A.; Sousa Oliveira, C.
Editor: L.A. Mendes-Victor et al. (eds)
Keywords: Earthquake scenarios; Finite-fault modeling
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Simulating earthquake scenarios in the european project Lessloss: the case of Lisbon
N/A
Year: 2009
Number Pages:
233-243.
Author(s): Zonno, G.; Carvalho, A. M.; Franceschina, G.; Akinci, A.; Campos Costa, A.; Coelho, E.; Cultrera, G.; Pacor, F.; Pessina, V.; Cocco, M.
Editor: L.A. Mendes-Victor et al. (eds)
Keywords: Earthquake scenarios
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Shaking table testing
This text reflects the first of the four lectures that the author has presented at Udine, Italy, at CISM International Centre for Mechanical Sciences, in June 2007, in the aim of the course New Approaches to Analysis and Testing of Mechanical and Structural Systems. He is being managing experimental activities in seismic engineering since 1993, when LNEC (the Portuguese National Laboratory for Civil Engineering) has started the construction of a large triaxial shaking table at the new earthquake testing hall of its Structures Department. Following a presentation of the main objectives of the Seismic Engineering experimentation, a brief state-of-the-art is made concerning its main laboratory methodologies, with a more clear focus on the shaking table tests. The leading problems related to the main testing methodologies (static, pseudo-dynamic, and shaking table) are identified and discussed. The advantages and disadvantages of each one are also highlighted. Moreover, a brief presentation of the centrifuge tests is introduced and, finally, the future developments needed are identified
Year: 2008
Number Pages:
165-196pp.
Author(s): Bairrão, R.
Editor: Springer Verlag
Keywords: Shaking table testing
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Tese de Doutoramento
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Modelos estocáticos para a caracterização da acção sísmica em Portugal Continental
Um dos principais problemas e interesses da engenharia sísmica é a caracterização da acção sísmica, envolvendo a estimativa da intensidade, conteúdo em frequência, duração e variabilidade espacial dos movimentos intensos do solo mais gravosos, em termos dos seus efeitos nas estruturas, que pode ocorrer num local. O presente trabalho de investigação desenvolve e aplica a metodologia estocástica e técnicas de modelação de fontefinita, com parâmetros devidamente identificados, sustentados teoricamente e avaliados regionalmente, para uma adequada descrição dos movimentos sísmicos intensos para Portugal Continental. Quantificam-se os parâmetros regionais, que caracterizam os processos envolvidos nos fenómenos de geração e propagação das ondas sísmicas, com base na análise dos registos da rede acelerográfica nacional. Aplica-se a metodologia estocástica de falha-finita na simulação de dois eventos instrumentais que se sentiram em Portugal Continental e Itália e ao sismo histórico de 1 de Novembro de 1755. Estuda-se a relevância dos fenómenos de ruptura de falhas na avaliação do risco sísmico. Estimam-se leis de atenuação espectrais adaptadas às características do território continental. A caracterização da acção sísmica sob a forma espectral e os consequentes modelos de atenuação desenvolvidos pretendem contribuir para a diminuição de uma das maiores incertezas na avaliação da perigosidade sísmica e risco sísmico em Portugal continental.
Year: 2009
Author(s): Carvalho, A. M.
Keywords: Portugal continental; Risco sísmico; Fonte sísmica; Modelos estocásticos; Acção sísmica
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Risco sísmico em Portugal Continental
Os sismos são encarados frequentemente como desastres naturais inevitáveis. Todavia, deveriam ser considerados fenómenos naturais, cujos efeitos adversos podem ser minimizados caso se proceda a uma gestão efectiva do risco sísmico. O objectivo principal do presente trabalho de investigação é o de avaliar o risco sísmico em Portugal Continental. Sendo um tema de natureza multidisciplinar, apresentam-se e discutem-se modelos de avaliação probabilística da perigosidade sísmica e sua desagregação, de vulnerabilidade e fragilidade sísmicas de tipologias construtivas, de danos e de perdas económicas e humanas. Aplica-se a análise probabilística da perigosidade sísmica, e sua desagregação, a Portugal Continental, obtendo-se cenários modais capazes de reproduzir os níveis de perigosidade que os condicionam. Apresenta-se o inventário do parque habitacional e seus habitantes, descriminado por factores de vulnerabilidade, e classifica-se a sua vulnerabilidade segundo os modelos de dano. Procede-se à actualização e aferição de uma metodologia para simulação de cenários sísmicos, integrada num Sistema de Informação Geográfico. Avalia-se o risco sísmico, seguindo diversas abordagens, comparando-se os resultados com o risco de outros países. Construiu-se assim uma ferramenta de avaliação de perdas devidas a sismos, que constitui uma primeira contribuição para o desenvolvimento de um processo de gestão do risco sísmico aplicado ao Continente Português.
Year: 2009
Author(s): Sousa, M. L.
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Avaliação da vulnerabilidade sísmica de edifícios de alvenaria
O parque habitacional de Portugal Continental contém algumas tipologias construtivas de elevada vulnerabilidade sísmica em relação às quais urge actuar no sentido de reduzir o risco sísmico a elas associado. No projecto de investigação Mitigação do Risco Sísmico em Portugal Continental, desenvolvido no Laboratório Nacional de Engenharia Civil (LNEC) e financiado pela Fundação para a Ciência e Tecnologia (FCT), foram identificados os edifícios gaioleiros como sendo aqueles que apresentavam o maior risco. Este tipo de edifícios, construídos entre meados do século XIX e princípios do século XX, é caracterizado pela aplicação de materiais de construção de fraca qualidade e de técnicas construtivas deficientes que têm como consequência uma elevada vulnerabilidade sísmica. Atendendo ao elevado número de edifícios existentes deste tipo, e às características relativamente uniformes que eles apresentam, justificava-se investigar soluções de reforço aplicáveis em larga escala que permitissem reduzir a sua vulnerabilidade. Partindo deste ponto, deu-se início aos trabalhos que são relatados na presente tese. Procedeuse ao estudo dos edifícios gaioleiros, de modo a seleccionar protótipos representativos da tipologia construtiva, e do comportamento sísmico de edifícios de alvenaria em geral. Foram analisadas várias técnicas de reforço, definidas genericamente tendo em vista o objectivo de aplicação em larga escala, e construídos modelos físicos para ensaio na plataforma sísmica triaxial do LNEC. Foram ensaiados ao todo cinco modelos e testadas três soluções de reforço distintas no âmbito do projecto supra citado, cujos resultados foram analisados qualitativamente e quantitativamente de modo a retirar o máximo de informações sobre o comportamento sísmico dos modelos não reforçados e reforçados. Obtiveram-se assim padrões de danos, propriedades dinâmicas, curvas de capacidade experimentais, evoluções de energias dissipadas, identificaram-se modos de colapso iminente e foram retiradas conclusões sobre a eficácia das soluções de reforço. Efectuou-se a transposição dos resultados experimentais para os modelos numéricos com o objectivo de avaliar a vulnerabilidade sísmica dos modelos e da tipologia. Foram realizadas análises lineares estáticas e dinâmicas com o objectivo de estimar o estado inicial dos modelos físicos, antes da realização dos ensaios na plataforma sísmica, e de avaliar a influência de alguns parâmetros na sua resposta dinâmica. Tomando os resultados experimentais como referência, foram igualmente realizadas análises não lineares com modelos contínuos e com modelos simplificados, baseados em macroelementos, que permitiram captar a essência da resposta sísmica em termos globais.
Year: 2008
Author(s): Candeias, P.
Keywords: Reforço sísmico; Vulnerabilidade sísmica; Ensaios sísmicos; Edifícios gaioleiros
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Dissertação de Mestrado
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Análise sísmica de um edifício antigo em alvenaria de pedra
As deficiências de várias construções antigas no que diz respeito à sua resistência sísmica, têm levado a inúmeras catástrofes. O trabalho de investigação que se apresenta consistiu na construção de modelos numéricos representativos do comportamento sísmico de uma tipologia de edifícios antigos em alvenaria de pedra vulgarmente designados por gaioleiros, de forma a simular resultados experimentais obtidos em ensaios sísmicos de modelos representativos dos edifícios em questão. O principal objectivo do trabalho foi a simulação do comportamento experimental com recurso a modelos numéricos simplificados, baseados na definição prévia da distribuição dos danos na estrutura, e capazes de reproduzir de forma satisfatória o comportamento global deste tipo de edifícios. Numa primeira fase, o modelo físico foi idealizado com recurso a um modelo numérico tridimensional (modelo contínuo) com o qual se realizaram sucessivas análises dinâmicas lineares, com ajuste das propriedades mecânicas nas zonas com dano localizado. De seguida foi construído um modelo numérico plano simplificado, representativo de uma fachada do edificio (modelo de macroelementos) e realizada uma análise estática não linear (pushover) de forma a estimar a curva de capacidade da estrutura do edifício no plano da fachada. Por último foi efectuada a avaliação sísmica do edifício em estudo com base em critérios de desempenho, através da comparação de parâmetros da resposta representativos do desempenho estimado para a estrutura sujeita a vários níveis de intensidade da acção sísmica, com valores limite correspondentes a diferentes níveis de desempenho, a fim de verificar se a estrutura cumpria o objectivo básico de desempenho. Com este estudo concluiu-se que o modelo contínuo tridimensional consegue reproduzir muito razoavelmente o primeiro ensaio experimental, embora, como seria de esperar dado que se trata de um modelo linear, à medida que se avança nos ensaios vão surgindo alguns desfasamentos entre os valores obtidos experimental e numericamente. Quanto ao modelo plano de macroelementos, verificou-se que este conseguiu reproduzir, de forma satisfatória, o comportamento global da estrutura no plano das fachadas, confirmando-se assim o interesse e aplicabilidade este tipo de modelos.
Year: 2009
Author(s): Salvado, F.
Keywords: Curva de capacidade; Pushover; Edifício gaioleiro; Alvenaria de pedra; Comportamento sísmico
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Relatório Científico
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Metodologia para a avaliação da segurança sísmica de edifícios existentes baseada em análises de fiabilidade estrutural - Edifícios de betão armado
A avaliação da segurança sísmica de edifícios existentes tem como quadro de referência o Eurocódigo 8 Parte 3 (NP EN 1998-3; 2017), que apresenta procedimentos de avaliação com âmbito de aplicação geral. A complexidade daqueles procedimentos, aliada ao reconhecimento de que uma parte significativa do território nacional apresenta uma sismicidade moderada a baixa, faz com que a aplicação do Eurocódigo 8 Parte 3 seja demasiado complexa para a maioria dos edifícios existentes de pequeno a médio porte que cumpram certos requisitos de regularidade estrutural. Além disso, dada a natureza aleatória dos sismos, o nível da exigência de segurança estrutural a requerer para as diferentes categorias de edifícios nas diferentes zonas sísmicas deve ser definido em termos probabilísticos de forma a garantir que a probabilidade de se excederem certos níveis de danos, devido à ocorrência de sismos, seja uniforme no território nacional. Neste contexto, foi desenvolvido um estudo realizado ao abrigo do Protocolo de Colaboração no âmbito do Estudo de Procedimentos para Certificação Sísmica de Edifícios Existentes, de 2014, de cooperação entre o LNEC e a SPES com o objetivo de definir procedimentos alternativos expeditos que, não pretendendo substituir a aplicação da regulamentação existente para a totalidade dos edifícios, permitem avaliar a segurança sísmica de uma sub-classe considerável de edifícios de forma mais conservativa comparativamente aos procedimentos regulamentares de referência. Assim, neste documento são propostos dois métodos expeditos que permitem avaliar a resistência de edifícios de betão armado relativamente à ação sísmica, sem recurso a modelos numéricos, apenas com base nas propriedades geométricas (Método I) e também mecânicas (Método II) dos pilares dos edifícios. Não obstante a simplicidade dos dois métodos expeditos, utilizaram-se no seu desenvolvimento análises probabilísticas de avaliação de segurança sísmica (Nível 3, avaliação da probabilidade de excedência de estados limites), aplicadas a um universo de estruturas representativas de uma fração relevante do parque habitacional português. Os métodos propostos neste estudo permitem, por um lado, assegurar o mesmo nível de fiabilidade estrutural para diferentes graus de perigosidade sísmica em Portugal e, por outro lado, que as avaliações sejam mais conservativas para métodos com graus de simplificação crescente. Apresenta-se neste documento uma descrição detalhada das diferentes fases do estudo desenvolvido, terminando com um exemplo de aplicação dos diferentes métodos a um edifício existente de betão armado e com uma avaliação do grau de aproximação dos resultados obtidos com os métodos expeditos propostos relativamente à metodologia de avaliação sísmica de referência definida na NP EN1998-3 (2017).
Year: 2019
Author(s): Sousa, R.; Campos Costa, A.; Costa, A.
Keywords: Análise de fiabilidade estrutural; Metodologias expeditas; Avaliação da segurança sísmica; Edifícios existentes
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Mapas de perigosidade sísmica para Portugal Continental: Uma análise crítica - Parte I Períodos de recorrência de sismos
Nos estudos probabilísticos para avaliação da perigosidade sísmica, são estabelecidas zonas de geração sísmica (zonas sismogénicas), representando regiões que partilham as mesmas caraterísticas sismológicas, tectónicas e geológicas e definidas as relações entre a frequência com que aí ocorrem os sismos e as respetivas magnitudes, num dado período de tempo. Em 2006, para o Anexo Nacional do Eurocódigo 8, foram consideradas e caraterizadas 11 zonas Sismogénicas para Portugal continental, adaptadas de estudos previamente elaborados em 1996. Entre 2008 e 2009, no âmbito dos projetos ERSTA e SHARE, foram propostas novas zonas sismogénicas, e estimados os respetivos parâmetros da lei de frequência - magnitude. Estas diferentes propostas resultaram em diferentes mapas de perigosidade sísmica para Portugal continental. A SPES, Sociedade Portuguesa de Engenharia Sísmica, espelhando a inquietude existente na comunidade científica face às diversas expressões da perigosidade sísmica em Portugal, e consciente da necessidade de um consenso perante os agentes decisores, considerou urgente a realização de um estudo criterioso acerca das opções tomadas, nos diferentes estudos, e suas implicações. É neste contexto que surge este trabalho, que pretende fazer uma análise crítica e comparativa dos resultados obtidos nos diferentes estudos mencionados e as suas implicações ao nível dos períodos de retorno para sismos de maior magnitude. Numa parte II, serão estudadas as implicações em termos de valores da perigosidade sísmica, para vários períodos de retorno e frequências espetrais.
Year: 2018
Author(s): Carvalho, A. M.; Malfeito, N.
Keywords: Sismos; Períodos de retorno; Perigosidade sísmica
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Segurança estrutural e sísmica das construções nas intervenções de reabilitação - Enquadramento jurídico da reabilitação urbana síntese dos instrumentos jurídicos e conceitos relevantes
O presente relatório, elaborado no âmbito de um estudo em curso no LNEC sobre a segurança sísmica das construções nas intervenções de reabilitação, sintetiza os instrumentos jurídicos e os conceitos relevantes para a análise do atual regime jurídico da reabilitação urbana (RJRU), e do regime excecional de reabilitação urbana (RERU).
Year: 2015
Author(s): Coelho, E.
Keywords: Instrumentos legais; Reabilitação urbana; Segurança sísmica
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Assessment of innovative solutions for non?load bearing masonry enclosures
This document reports the outcomes of the research project Masonry Enclosures developed in the framework of the transnational access (TA) to LNEC shake table within the FP7 project SERIES. This TA project addresses the seismic performance of masonry enclosures in European countries with moderate and high seismicity and consisted on the experimental evaluation of the seismic response of reinforced concrete (RC) frames with innovative solutions for masonry infill walls, considering both the in-plane and out-of-plane behaviour of the enclosures. In order to ensure that in-plane and out-of-plane damage of masonry infill walls due to seismic actions complies with the performance levels requirements, Eurocode 8 imposes the use of reinforced solutions. Nevertheless, it does not provide any design rules or methodologies for such reinforced masonry enclosures. An experimental programme was thus defined for assessing the response of innovative solutions for non-load bearing masonry enclosures using LNECs triaxial shake table. This experimental programme comprised the testing of one RC frame building and four independent wall panels. Both a horizontal reinforcement in the bedding planes of the masonry units and a reinforced mortar coating solutions were tested on single leaf clay brick infill walls. Furthermore, a testing device for masonry infill panels was specifically conceived for this project. A detailed description of the methods used is given and the experimental results are shown and interpreted on the basis of the structural response and its evolution with damage.
Year: 2013
Author(s): Correia, A.A.; Candeias, P.; Campos Costa, A.; Coelho, E.; Vintzileou, E.; Palieraki, V.; Lourenço, P.; Leite, J.
Keywords: Innovative test setup; Shaking table test; Wire mesh coating reinforcement; Bed joint reinforcement; Reinforced concrete frames; Non-load bearing masonry enclosures
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Seismic performance of multi-storey timber buildings - LegnoCase building
This document reports the outcome of the seismic test on the LegnoCase building, the second in a total of four buildings included in the TIMBER BUILDINGS Project. This building is a platform frame system with sheathing assembled by means of OSB panels (PF-OSB). The goal of the tests was to assess the seismic performance of the building, panel elements and steel connectors, defined in terms of relative displacements and hold-down forces.
Year: 2013
Author(s): Campos Costa, A.; Candeias, P.; Piazza, M.; Bartolucci, C.; Tomasi, R.; Grossi, P.
Keywords: Shaking table test; Steel connectors; OSB panels; Timber buildings
Info
Seismic performance of multi-storey timber buildings - Rubnerhaus building
This document reports the outcome of the seismic test on the RubnerHaus building, the third in a total of four buildings included in the TIMBER BUILDINGS Project. This building is a platform frame system with sheathing assembled by means of gypsum fibre panel (PF-GF). The goal of the tests was to assess the seismic performance of the building, panel elements and steel connectors, defined in terms of relative displacements and hold-down forces.
Year: 2013
Author(s): Campos Costa, A.; Candeias, P.; Piazza, M.; Tomasi, R.; Grossi, P.
Keywords: Shaking table test; Steel connectors; Gypsum fibre panel (PF-GF); Timber buildings
Info
Seismic performance of multi-storey timber buildings - Rusticasa building
This document reports the outcome of the seismic test on the Rusticasa building, the first in a total of four buildings included in the TIMBER BUILDINGS Project. This building is a log house system (LHS). The goal of the tests was to assess the seismic performance of the building, panel elements and steel connectors, defined in terms of relative displacements and hold-down forces.
Year: 2013
Author(s): Campos Costa, A.; Candeias, P.; Lourenço, P.; Branco , J.; Aranha, C.
Keywords: Steel connectors; Shaking table test; Log house system (LHS); Timber buildings
Info
Seismic performance of multi-storey timber buildings - TUGraz building
This document reports the outcome of the seismic test on the TUGraz building, the fourth in a total of four buildings included in the TIMBER BUILDINGS Project. This building is a cross laminated system (CTL). The goal of the tests was to assess the seismic performance of the building, panel elements and steel connectors, defined in terms of relative displacements and hold-down forces.
Year: 2013
Author(s): Campos Costa, A.; Candeias, P.; Schickhofer, G.; Flatscher, G.
Keywords: Shaking table test; Steel connectors; Cross laminated system (CTL); Timber buildings
Info
The LNEC earthquake engineering testing facility. Background information: LNEC testing facility, testing setup and protocol and data processing
The TIMBER BUILDINGS Project, led by the University of Trento, included testing of four full scale multi-story timber houses with a realistic horizontal plan and three types of timber housing systems: platform frame system (PFS), log house system (LHS) and cross laminated timber (CLT). The tests were carried in the LNEC-3D shake table under different levels of excitation and different conditions of the structure. The tests were carried with the goal of assessing the seismic performance of the buildings, panel elements and steel connectors, defined in terms of relative displacements and hold-down forces. The results were presented in separate reports, one for each building. This document contains information common to the remaining four reports.
Year: 2013
Author(s): Campos Costa, A.; Candeias, P.; Piazza, M.; Tomasi, R.; Lourenço, P.; Branco , J.; Schickhofer, G.; Flatscher, G.
Keywords: Equipment; Shaking Table; Timber buildings
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Earthquake risk scenarios for selected European cities Lisbon Metropolitan area - Progress report
O Laboratório Nacional de Engenharia Civil (LNEC) participa atualmente numa das sete Tarefas, do projeto Europeu SHARE- Seismic Hazard Harmonization in Europe, mais precisamente na tarefa nº 2, intitulada Requisitos de engenharia e aplicações. O presente relatório de progresso descreve a participação do LNEC na sub-tarefa 2.5 - Cenários de risco sísmico para cidades Europeias selecionadas na qual o risco sísmico é avaliado em termos de cenários de perdas para um conjunto de cidades (Istanbul, Lisbon, Messina, Thessaloniki). Os mapas de perigosidade sísmica dos regulamentos mais recentes destas cidades são usados como cenários de ação sísmica para obtenção de níveis de risco de referência nos locais analisados. O presente trabalho aborda a primeira etapa da sub-tarefa 2.5 apresentando estimativas de perdas para a Área Metropolitana de Lisboa (AML) e para alguns dos seus concelhos limítrofes. Para o efeito, foram tidos em consideração os cenários de perigosidade sísmica preconizados pelo Anexo Nacional Português da EN 1998-1, Eurocódigo 8: Projeto de estruturas para resistência aos sismos. Parte 1: Regras gerais, ações sísmicas e regras para edifícios. As estimativas de perdas foram obtidas utilizando a ferramenta informática LNECloss, que permite avaliar perdas para cenários históricos de ocorrência (selecionados) ou para cenários definidos pelo utilizador. Esta ferramenta integra diversos módulos que avaliam a ação sísmica no substrato rochoso e à superfície, os danos estruturais no edificado e as perdas humanas ocorridas em consequência do cenário sísmico de ocorrência especificado. Neste trabalho, a ação sísmica, em rocha, foi definida pelo espectro de resposta elástico, em aceleração, preconizado no Anexo Nacional da parte 1 do Eurocódigo 8. O efeito das formações superficiais na ação sísmica teve em consideração a caracterização geotécnica da AML realizada em estudos anteriores e modelos estocásticos de propagação unidimensional para representar o comportamento dinâmico não linear dos solos. Os danos em edifícios e as perdas humanas tiveram como informação de base os Censos 2001, que forneceram o número de edifícios residenciais e os seus ocupantes distribuídos por classes de vulnerabilidade adequadas para a região. As estimativas de perdas agora obtidas serão comparadas, numa fase posterior, com as estimativas obtidas com base no novo modelo de perigosidade sísmica desenvolvido e proposto no âmbito do projeto SHARE, visando analisar o impacto da atualização da perigosidade sísmica nos níveis de risco de cada cidade.
Year: 2012
Number Pages:
44.
Author(s): Luísa Sousa, M.; Carvalho, A. M.
Editor: LNEC
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Sensibilidade climática, capacidade adaptativa e de vulnerabilidades atuais e futuras da AML
Análise dos registos históricos de eventos climáticos e o seu impacto no setor da energia da AML, para identificar o grau em que este setor foi afetado por estímulos relacionados com o clima. Avaliação de capacidades adaptativas.
Year: 2019
Author(s): Marques da Silva, F.; Pinto, A.; Machado, P.
Keywords: Energia; Alterações climáticas
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A propósito da forma na engenharia do vento
Análise da forma das edificações nas ações do vento
Year: 2018
Author(s): Marques da Silva, F.
Keywords: Engenharia do vento; Aerodinãmica
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Forma e desenho urbano - efeitos na ventilação
As condicionantes arquitetónicas e de urbanização na ventilação natural
Year: 2018
Author(s): Marques da Silva, F.
Keywords: Engenharia do vento; Ventilação
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Wind and structures
Caracterização do vento. Ações sobre estruturas. Ensaios em túnel de vento
Year: 2017
Author(s): Marques da Silva, F.
Keywords: Wind tunnel; Actions on structures; Wind engineering
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