Publicações

O Aeroporto da Madeira é uma infraestrutura crítica com características estruturais únicas, o que motivou a monitorização do seu comportamento estrutural desde a construção da estrutura deampliação da pista, que decorreu entre 1995 e 2000.O conhecimento adquirido do comportamento da estrutura em serviço, bem como a significativa evolução tecnológica, tornaram natural uma atualização do sistema de monitorização, tendo em vista o incremento de informação relevante para a gestão da sua conservação. Para além de novos sistemas de aquisição e comunicação, a atualização operada compreendeu a instalação de novas funcionalidades, designadamente a monitorização do movimento das juntas de dilatação e do comportamento dinâmico, quer através de acelerómetros e extensómetros em fibra óptica, quer por via deum sistema de correlação digital de imagem.Nesta comunicação é brevemente descrito o sistema de monitorização original, bem como os novos sensores e alguns dos resultados iniciais, que se afiguram promissores.

Partial safety factors present in codes are defined for the design of broad populations of structures. As a consequence, they do not always reflect correctly the uncertainties for specific existing structures. The possibility of adjusting them has therefore great interest when assessing an existing structure. The concept of design point connected to FORM offers a simple method to calibrate partial safety factors for individualvariables. This paper discusses the overall methodology and develops a set of analytical expressions for the probabilistic models more common in structural reliability.As it will be seen the partial factor for a particular variable can be adjusted once defined: (1) probabilistic model used to describe the uncertainty in that variable; (2) coefficient of variation of the variable; (3) fractileimplicit on the characteristic value used to quantify the design value; (4) importance of the variable in the limit state under consideration (measured by the respective sensitivity factor), and (5) target reliabilityindex.The choice of the probabilistic model influences significantly the partial factors and this influence rises as the coefficient of variation increases. As a consequence, more attention must be paid when choosing a probabilistic model for a variable with high coefficient of variation.

This article aims to present a procedure to take into account the variability ofthe time-dependent behavior of concrete on its structural effects, evaluatedfrom the study of creep and shrinkage based on experimental data obtainedon-site. For this purpose, the S~ao Jo~ao Bridge, a railway bridge built in Porto,Portugal in 1991, is presented as a case study. S~ao Jo~ao Bridge is a railwaybridge crossing the river Douro. It is a prestressed concrete structure, with atotal length of 1,028 m, including the main span of 250 m, two side spans of125 m, six approaching spans on the left river bank, and three approachingspans on the right river bank (Porto). During bridge construction, a comprehensivestructural health monitoring (SHM) system was set up, as well as anon-site study of time-dependent behavior of concrete. This study was based oncreep 15 specimens and 15 shrinkage specimens, prepared simultaneously withsome segments of the deck, using the same material, and it was kept runningduring almost 20 years. The results of this study were treated statistically andused as random variables in a probabilistic analysis of the time-dependentbehavior of the bridge. After a brief description of the mentioned on-site studyand the bridge SHM system, the paper presents the procedure followed on thebridge numerical probabilistic analysis. Finally, the values computed by thenumerical model are presented and compared with the experimental valuesprovided by the SHM.

Neste artigo apresentam-se metodologias destinadas à avaliação estrutural de obras de arte existentes e o caso concreto da sua aplicação à avaliação da segurança estrutural de pontes da Linha de Sena, em Moçambique, efetuada pelo Laboratório Nacional de Engenharia Civil, no âmbito da reabilitação desta linha, trabalho que foi levado a cabo pela Mota-Engil Ferrovias.Para além do desenvolvimento das metodologias de avaliação da segurança estrutural, este estudo envolveu diversas vertentes, designadamente a inspeção e o levantamento geométrico das obras, a sua modelação e o cálculo dos esforços devidos à circulação ferroviária, considerando as características do tráfego que circula ouse prevê que venha a circular nesta linha.Nesta análise foram tidos em conta os fenómenos de fadiga, no caso das pontes metálicas.

A ponte ferroviária de São João, sobre o rio Douro, na cidade do Porto, é uma estrutura de betão armado pré-esforçado, com uma extensão total de 1028,8 m. Projetada pelo Prof. Edgar Cardoso, esta obra de arte foi inaugurada em 1991.A ponte foi instrumentada durante a construção tendo em vista a caracterização experimental do seu comportamento estrutural estático, com base em campanhas periódicas. Em 2007 foi efetuada a modernização do sistema instalado, visando fundamentalmente a automatização das medições. Posteriormente foi instalado um sistema de monitorização de vibração contínua. Para a identificação de características dinâmicas da estrutura em tempo real, a partir das acelerações adquiridas, foi desenvolvido um procedimento automático, com base no método de identificação estocástica em subespaços usando as funções de correlação (SSI-COV) e a análise de clusters.Nesta comunicação é apresentada a metodologia desenvolvida e os resultados obtidos durante um ano e meio de monitorização.

A Ponte Internacional de Valença sobre o rio Minho, construída em 1886, é uma obra de arte metálica destinada ao tráfego rodoviário e ferroviário. Recentemente, com o intuito de prolongar a vida útil da obra e aumentar a segurança de circulação, foi efetuada uma intervenção profunda ao nível das fundações, dos pilares, dos aparelhos de apoio e do sistema resistente às forças horizontais.Na sequência desta intervenção foram realizados ensaios de carga estáticos e ensaios de frenagem, com o objetivo de aferir o sucesso da reabilitação. Para esse efeito, na conceção dos ensaios e da instrumentação efetuada houve particular atenção à caracterização do comportamento dos pilares, dos aparelhos de apoio e dos dispositivos de absorção das forças horizontais.Na presente comunicação, para além de uma breve descrição da obra e dos trabalhos de reabilitação, descrevem-se os ensaios realizados e apresentam-se os principais resultados obtidos, que permitiram caracterizar o comportamento da estrutura nas novas condições de funcionamento.

Microtextures in quartz attributed to aeolian transport, principally bulbous edges and abrasion fatigue haveseldom been tested in the laboratory under controlled conditions. A wind tunnel experiment was conducted,using glass spheres (>70% SiO2) as a proxy for quartz, with the objective of determining the extent of mechanicaldamage to silica/glass transported in a mixture with quartz beach sand.

N/A

A ponte sobre o rio Mondego na auto-estrada A17 foi sujeita a ensaios estáticos e dinâmicos realizados no final da sua construção. Para além de uma descrição geral da estrutura e dos procedimentos adoptados durante os ensaios estáticos e dinâmicos, são apresentados alguns dos principais resultados, estabelecendo-se a comparação entre valores medidos e calculados.

The Hong Kong climate is sub-tropical with a hot and humid weather from May to September and temperate climate for the rfemaining 7 month period. A mechanical ventilation and air-conditioning (MVAC) system is ususally operated to avoid the high temperatures resulting in high peak cooling loads. The facade design has a significant influence on the energy performance of office buildings. This work evaluates different ventilated facade designs in respect to energy savings.Thermal building simulations(TRNSYS)were linked to nodal airflow network simulations (COMIS)for detailed ventilated double-skin facade performance. In prder to validate the model, simulations were carried out for an office building in Lisboa; the results were compared with measured data from the same building. The simulation results of surface and air temperatures show good agreement with the measurements. The results of the study can be used to reduce surface emperatures by using different materials for the roller blind that is positioned in the cavity od the double-skin facade. The results can further be used to reduce the high peak cooling loads during the summer period. This may result in significat energy savings and a reduction in the system's cooling capacity. It prooved that a careful facade design can play an important role in highly glazed buildings and provides potential for energy efficiency.

This paper presents the design methodologyof a new wind turbine blade section thatachieves high performance in urban environmentby increasing the maximum lift. Forthis purpose, a turbomachine blade rows inversedesign method was applied to obtain anew wind turbine blade section with constantpressure-load along the chord, at the designinlet angle. In comparison with conventionalblade designs, the new blade section has increasedmaximum lift, reduced leading edgesuction peak and controlled soft-stall behaviour,due to the strength reduction of the adversepressure gradient on the blade suction surface.Wind tunnel experimental results confirmed thecomputational results.

Outdoor spaces are used by the population in urban areas to perform different activities. The conditions of the atmospheric environment and the meteorological variables, such as temperature, humidity, solar radiation and wind, influence the usage of these spaces, and never before microclimatic conditions had so much attention, because of its contribution to the quality of life in cities, from an economical an social point of view (Stathopoulos, 2006). Wind can affect both thermal and mechanical comfort at the pedestrian level and strong winds can even become, in specific situations, a hazard to people (Lopes et al., 2007). Mechanical discomfort in pedestrian walkways and open spaces due to strong winds has worsen in recent years, due to urban growth and development, new types of buildings, namely high-rise, open space configurations and inappropriate urban design. Additionally, human perception of the atmospheric environment, which also affects the usage of these areas and the comfort of its users, is a complex issue, since it is influenced by numerous factors of diverse nature. Besides, the definition of mechanical comfort thresholds is also a hard task, because the relation between pedestrian comfort and wind speed depends on clothing, sex, age, activity, among other factors and because the frequency of disturbing wind speeds and the average values and gusts in urban canyons aren

Thermal building simulations (TRNSYS) were linked to nodal airflow network simulations (COMIS) for a detailed ventilated double-skin facade calculation of performance. The validated simulation model can be used to optimize the DSF design in respect to reducing the solar heat gains during the summer period by controlling the exhaust airflow. This may result in significant energy savings and a reduction in systems cooling size. This work evaluates two different control strategies of ventilated façade designs in respect to cooling load reductions. Different control strategies can help to reduce cooling load of an office up to almost 40%.

A ponte Rainha Santa Isabel é uma obra de arte atirantada que atravessa o rio Mondego em Coimbra. No final da construção, esta obra de arte foi submetida a ensaios de carga estáticos e dinâmicos. Na presente comunicação descrevem-se os ensaios realizados, incluindo a instrumentação instalada bem como as sobrecargas a que a estrutura foi sujeita, e apresentam-se alguns dos resultados comparando-os com os valores calculados através do modelo numérico desenvolvido para auxiliar a preparação e interpretação dos resultados dos ensaios.

No âmbito do projecto URBKLIM, têm sido desenvolvidos ensaios no túnel de vento doLaboratório Nacional de Engenharia Civil, desde Novembro de 2006, com o objectivo de definirlimiares de conforto em determinadas condições específicas de temperatura e de velocidadedo vento. A metodologia adoptada foi testada e ajustada durante as sessões de ensaios.Participaram nos ensaios de Outono e Inverno 36 pessoas, 18 mulheres e 18 homens, comidades compreendidas entre os 20 e os 59 anos. O vestuário, as condições de saúde, o peso ea altura foram as variáveis consideradas e registadas através de questionários individuais,juntamente com a percepção de conforto e a dificuldade de movimentação de cada um dosparticipantes.Foram realizados três tipos de ensaios, cujos resultados preliminares se apresentam:i) Verificou-se que o limiar de conforto térmico se situa entre os 3 e os 4.5 m/s, uma vez quecom estes valores de velocidade do vento, apenas 39% dos participantes declararam não terfrio. A partir dos 6 m/s, todos os participantes declararam sentir frio ou muito frio. No que dizrespeito à percepção do vento, 86% dos indivíduos disseram estar ventoso no limiar dos 3 m/se com 6 m/s, 50% das pessoas disseram que estava já muito ventoso. Relativamente aoconforto, 47% dos participantes declararam estar desconfortáveis com 3 m/s e 80% declararamestar desconfortáveis ou muito desconfortáveis com velocidades do vento de 6 m/s.ii) No ensaio relativo à resistência térmica, verificou-se que a 4.5 m/s, 50% dos participantes játinham saído do túnel e a 6 m/s apenas 8% dos indivíduos se mantinham dentro do túnel.iii) Em relação à dificuldade de movimentação, observada com velocidades de vento entre os7.5 e os 18 m/s, verificou-se que com uma velocidade de 7,5 m/s todos os participantesdeclararam ser fácil caminhar, a 9,4 m/s 50% dizem sentir alguma dificuldade, a 15 m/s 60%consideram difícil e 7% muito difícil caminhar e a 18 m/s, 70% dos participantes declararamcaminhar com muita dificuldade.Estes ensaios são um contributo para a definição de limiares mais precisos de conforto térmicoe mecânico, que poderão ser aplicados noutras situações.

O vento influencia o conforto térmico e a capacidade de movimentação das pessoas (confortomecânico). Os limiares de conforto podem variar entre os indivíduos mesmo quando sujeitos àsmesmas condições meteorológicas, devido às diferenças nas características pessoais, como aidade e o vestuário, entre outros.Para avaliar a influência do vento nestes parâmetros, foi definida uma metodologia para arealização de ensaios experimentais no túnel de vento do Laboratório Nacional de EngenhariaCivil (LNEC), a qual foi testada na primeira sessão de ensaios que decorreu em Novembro de2006.Nesta comunicação, apresenta-se a metodologia adoptada para avaliar a influência do ventono conforto térmico e mecânico dos participantes nos ensaios, de forma a definir limiares deconforto que poderão vir a ser aplicados em diversas situações.Foram definidos 3 tipos de ensaios diferentes, com objectivos específicos. Os participantesforam sujeitos aos 3 ensaios consecutivamente.i) O primeiro ensaio pretendia estabelecer limiares de conforto térmico. Os participantes,divididos em grupos de 5, vestidos com 2 camadas de roupa na parte superior e calças deganga, mantiveram-se parados e em pé no túnel e foram sujeitos a um tempo de aclimatizaçãode 5 minutos em cada nível de velocidade do vento, após o qual preenchiam um inquéritoindicando os níveis de conforto que sentiam em relação à temperatura, vento e no geral. Avelocidade do vento aumentou de 1.6 m/s até 9.1 m/s, dividido por 6 níveis.ii) O segundo ensaio pretendia verificar o nível de resposta térmica. Os participantesmantiveram-se no túnel, parados e em pé, apenas com uma camada de roupa leve e foramsujeitos a um tempo de climatização de 3 minutos, para os mesmos níveis de velocidadeestabelecidos no primeiro ensaio. Quando os participantes se sentiam desconfortáveis aoponto de necessitarem de uma camada adicional de roupa, saíam do túnel e registavam o nívelde velocidade do vento que ditou a sua saída.iii) O terceiro ensaio teve o intuito de averiguar a capacidade de movimentação com ventomoderado a forte (entre os 7.5 e os 18 m/s, divididos por 6 níveis). Os participantes foramdivididos em grupos de 2 e 3 pessoas e caminhavam ao longo do túnel em cada um dos níveisde velocidade do vento, registando no inquérito o grau de dificuldade que sentiam a caminhar.

As metodologias probabilísticas têm sido consideradas como sendo as mais adequadas na avaliação da segurança de estruturas existentes. Dentro das metodologias probabilísticas, as metodologias Bayesianas surgem como ferramentas muito valiosas na medida em que permitem actualizar modelos probabilísticos quando informações novas se tornam disponíveis, sem ignorar qualquer informação relevante existente. As metodologias Bayesianas permitem, desta forma, integrar os dois tipos de informação, a nova (também chamada informação à posteriori) e a informação existente (também chamada informação à priori).Nesta comunicação propõe-se aplicar estas metodologias ao caso específico em que a informação nova é do tipo amostral e o modelo probabilístico a actualizar é do tipo Normal. Conforme se sabe, para que seja possível actualizar a distribuição de probabilidade de uma variável aleatória, é necessário assumir que pelo menos um dos parâmetros da sua distribuição é, ele próprio, variável aleatória. No caso específico de modelos normais, a distribuição é descrita por dois parâmetros que coincidem com os dois primeiros momentos (a média e a variância). Através dum exemplo, analisam-se as implicações de se admitir que apenas a média é aleatória e de se admitir que tanto a média como a variância são aleatórias.O exemplo apresentado diz respeito à determinação da distribuição de probabilidade do momento resistente da secção do tabuleiro de um viaduto. A distribuição de probabilidade, e em particular os resumos estatísticos, serão avaliados através do método de Monte Carlo e a variável aleatória que será objecto de actualização será a resistência do aço de pré-esforço. Considerar-se-á que a informação probabilística existente é a que consta no projecto, complementada com as recomendações da regulamentação existente, e a informação adicional é a que é possível colher dos registos de obra, em particular os registos relativos às características técnicas das bobines empregues.

Apresenta-se neste trabalho uma perspectiva da prática moderna da observação do comportamento estrutural de barragens e de pontes, base do controlo da sua segurança, salientando os critérios e os métodos em que se baseia e tendo por referência a experiência portuguesa, particularmente a actividade desenvolvida no Laboratório Nacional de Engenharia Civil (LNEC). Referem-se os aspectos comuns à observação dos dois tipos de estruturas, bem como as particularidades de cada tipo, dando relevo aos sistemas de observação, aos modelos de comportamento que estabelecem o tipo de correlações a ser verificadas entre as variáveis de controlo representativas das acções, das propriedades estruturais e das respostas das estruturas e ainda ao controlo de segurança em tempo real.

Double-skin facade (DSF) is an architectural/ engineering solution developed from the need to increase comfort in buildings with full glazed facades. The actual concept of holistic approaches to the building energy system considers DSF as an element of an Advanced Integrated Facade.DSF were developed for colder climates and uncertainty remains on their applicability to warmer areas due to higher probability of overheating. Moreover there is a need for data in order to properly evaluate how they work from comfort and energy use points of view and to improve and validate models and predictions from design tools (Hoseggen et al., 2008).In order to evaluate the thermal behaviour of such a facade LNEC (39º N) assembled a south facing test facility allowing changing among some of the possible configurations. Being a reversible flow type of DSF it means that it is possible to test configurations such as (according to the classification established within the IEA ANNEX 44 (Marques da Silva and Gosselin, 2006)): Outdoor Air Curtain (OAC); Indoor Air Curtain (IAC); Exhaust Air (EA), or; Supply Air (SA). It is also possible to use any kind of ventilation type, the layout being established as a box window (BW) or, as a limit, a Buffer (Bf) configuration. Some of these DSF configurations have been tested by others authors through either test cells experiments (Saelens, 2002) or field monitoring (Corgnati et al.,2003; Marques da Silva et al., 2005, 2006, 2008

A wide experimental campaign on transparent advanced integrated façades with a mechanically, naturally and hybrid ventilated air gap has been carried out both at the Department of Energetics at Politecnico di Torino and at Laboratório Nacional de Engenharia Civil (LNEC) in Lisbon. Measurements were performed by means of: -the TWINS (Testing Window Innovative Systems) test facility, at Politecnico di Torino -the reversible flow type DSF test cell, at LNEC. At Politecnico di Torino a mechanically ventilated climate façade and a hybrid ventilated DSF with an outdoor air curtain ventilation scheme have been investigated. At LNEC a naturally ventilated DSF with different ventilation schemes (outdoor air curtain, indoor air curtain, exhaust air, supply air or, as a limit, a Buffer configuration) has been tested. The energy efficiency and thermal comfort implications of these different types of advanced integrated façade have been evaluated. The improvement of performance by varying configurations and operative conditions has also been investigated Window Innovative Systems) test facility, at Politecnico di Torino;

A retracção tem uma importância significativa na concepção, dimensionamento, processoconstrutivo e comportamento em serviço de grandes estruturas de betão. No entanto, não estãoainda completamente esclarecidos os mecanismos básicos a ela inerentes e o modo comointeragem entre si, além de que os modelos de previsão não consideram de forma adequada ainfluência dos factores que a determinam.Os objectivos desta dissertação prendem-se com o estudo da retracção do betão e suasconsequências estruturais em pontes, aprofundando e desenvolvendo trabalhos anteriormenteefectuados neste domínio.Neste sentido, foi planeada uma extensa campanha de ensaios em provetes tendo em vista, aavaliação da influência da espessura das peças, a quantificação da retracção diferencial que seprocessa na espessura das peças, a avaliação da influência de diferentes condições ambientais,para além da aferição da metodologia experimental utilizada pelo Núcleo do Observação deEstruturas do LNEC.Foi também realizado um conjunto de ensaios com vista a obter um melhor esclarecimento darelação entre a retracção de provetes de betão colocados em obra e a retracção que ocorre nassecções dos tabuleiros em caixão de pontes. Para tal, foram executados e instrumentadospainéis de parede de betão que foram mantidos em condições ambientais semelhantes às dasalmas de um tabuleiro em caixão, isto é, uma das faces sujeita a ambiente interior e a outra aambiente exterior e, simultaneamente, foi também avaliada a retracção do mesmo betão emprovetes colocados nesses diferentes ambientes. Com a informação obtida foi possível, por umlado, avaliar a retracção das peças sujeitas a diferentes ambientes em duas superfícies opostase, por outro lado, esclarecer qual a relação entre a retracção medida em provetes de betão e aretracção que ocorre nos elementos estruturais cujas faces opostas estão sujeitas a essesdiferentes ambientes.Com base nos resultados obtidos nos ensaios realizados, foi proposta uma metodologia para amodelação do comportamento estrutural de pontes que considera a não uniformidade daretracção do betão na secção transversal do tabuleiro. Essa metodologia, que consiste naconsideração integrada de um modelo longitudinal global da estrutura e de modelos locais dasaduelas, tirando partido da informação experimental disponível sobre a retracção, foi aplicada àspontes S. João e Miguel Torga, cujo comportamento estrutural é observado pelo LNEC.Por último, apresentam-se as principais conclusões do trabalho e formulam-se algumasperspectivas sobre o seu desenvolvimento futuro.

O presente documento visa apresentar de forma sucinta as atividades desenvolvidas pelo Núcleo deObservação de Estruturas do Departamento de Estruturas durante o ano de 2023. A atividade desenvolvida está apresentada de acordo com as vertentes habitualmente consideradas no LNEC, isto é, i) Investigação e Inovação; ii) Estudos e pareceres; iii) Outras atividades científicas e técnicas. Este relatório inclui também uma caracterização dos recursos humanos afetos ao núcleo, bem como da faturação externa obtida.

Neste relatório apresenta-se o software desenvolvido para controlo das subunidades de aquisição Geologger série 500, da Datataker. Para além de se fornecerem indicações para trabalhar com o software referido, é feita uma apresentação do projeto desenvolvido na linguagem de programação C#.

Em 1975 a Comunidade Económica Europeia adoptou um programa de acção tendente aharmonizar as especificações técnicas e a eliminar entraves técnicos, na área daconstrução.Neste sentido foram criadas regras técnicas para o projecto de estruturas, que numaprimeira fase coexistiriam com as regras preconizadas na regulamentação nacional, masque posteriormente as deveriam substituir.Deste modo encontra-se em fase final de desenvolvimento um conjunto de EurocódigosEstruturais, dos quais faz parte o Eurocódigo 1

O presente trabalho apresenta um projecto de revisão da Norma Portuguesa NP 851 (1971)

O presente trabalho apresenta um projecto de Norma Portuguesa relativo ao ensaio de dureza Vickers (HV5 a HV100) de materiais metálicos, e insere-se numa série de estudos programados pelo autor, enquanto coordenador da normalização nacional no domínio dos ensaios mecânicos, físicos e não-destrutivos de materiais metálicos, a fim de actualizar as Normas Portuguesas existentes neste domínio.O texto apresentado consiste na versão final de uma proposta redigida pelo autor, na sequência dos estudos efectuados ao nível da Comissão Técnica de Normalização competente.