Comunicação
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Prediction of the structural effects of expansive reactions on a concrete structure in a marine environment
The high potential of the residual expansion due to Delayed Ettringite Formation (DEF) identified in thediagnostic tests performed to a concrete quay wall motivated the study of its structural effects.The structural analysis performed considers the earth and water pressure on the wall, the environmentalthermal variations and the time-dependent behaviour of creep and swelling due to DEF. For thispurpose, a section of the wall was modelled by three-dimensional finite elements, including thereinforcement steel bars through bar elements. The calculation of free swelling action took into accountthe laboratory results obtained as well as the annual thermal variations of the environmental nature.The main aim of this work is to present the modelling of this structure in order to understand and predictthe structural performance in the next years, providing relevant information for the adoption of preventivemeasures.
Year: 2022
Number Pages:
10p.
Author(s): Xu, Min; Folgado Santos, C.; Piteira Gomes, J.; Custódio, J.; Oliveira Santos, L.
Editor: ICAAR
Keywords: seaport; delayed ettringite formation (DEF); concrete; structural effects; structural analysis
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Sistema de Monitorização Estrutural da Ponte Edgar Cardoso
Por solicitação da Infraestruturas de Portugal, SA (IP), foi instalado, pelo Laboratório Nacional de Engenharia Civil (LNEC), um sistema de monitorização na Ponte Edgar Cardoso, sobre o rio Mondego, na Figueira da Foz, com a finalidade de detetar eventuais anomalias nos tirantes, até ao início da empreitada de substituição do sistema de atirantamento.Este sistema de monitorização constitui, conjuntamente com a monitorização topográfica realizada pela IP e com os ensaios de medição da força nos tirantes realizados pelo ViBest, um meio complementar às inspeções realizadas pelo LNEC. Deste modo, procura-se garantir que a exploração da ponte se faz com os necessários níveis de segurança.Nesse contexto, na presente comunicação, após uma breve apresentação da obra de arte, descreve-se o sistema de monitorização estrutural instalado, referindo-se os aspetos considerados mais relevantes dos diversos elementos constituintes. Descrevem-se, também, os efeitos estruturais decorrentes da perda de rigidez dos tirantes, para além de se apresentarem exemplos do tipo de informação obtidos com este sistema de monitorização.
Year: 2022
Number Pages:
16.
Author(s): Silveira, A. P. C. da; Coelho, T.; Póvoa, A.; Melrinho, A.
Editor: JPEE
Keywords: Segurança estrutural; Ponte de tirantes; Monitorização estrutural
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Ação do vento e ação sísmica para situações de projeto transitórias
Durante os trabalhos de construção de estruturas novas ou de reabilitação de estruturas existentes, pode suceder que a estrutura fique temporariamente vulnerável à ação do vento ou à ação sísmica, exigindo uma verificação da segurança para essa situação específica. No entanto, tratando-se de uma situação de projeto transitória, com duração relativamente pequena em comparação com o período de vida útil de projeto, faz sentido usar nessa verificação um valor característico da ação inferior ao que se usa numa situação de projeto persistente, pois a estrutura ficará exposta a essas ações durante um período limitado de tempo.Os eurocódigos contêm disposições que permitem ajustar a ação do vento e a ação sísmica em função da duração da situação de projeto transitória. Essas disposições encontram-se dispersas em várias partes dos eurocódigos, o que não facilita a sua utilização. Assim, propõe-se nesta comunicação reunir e analisar essas disposições no seu conjunto.Serão discutidas, em particular, duas questões importantes: (1) como determinar o período de retorno das ações variáveis (vento e sismo) em função da duração da situação de projeto transitória e (2) como quantificar os valores característicos dessas ações em função do período de retorno.
Year: 2021
Number Pages:
1151-1159.
Author(s): Jacinto, L. A. do C.; Oliveira Santos, L.
Editor: GPBE
Keywords: Situação de projeto transitória; Período de retorno; Ação sísmica; Ação do vento
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Avaliação do efeito da nova legislação sísmica brasileira na segurança de pontes de existentes
A necessidade de reabilitação de uma ponte pode advir da perda de sua capacidade resistente por sua deterioração ao longo do tempo, pela ocorrência de um acidente ou por uma alteração de requisito normativo, como o aumento da tonelagem permitida para o trânsito de veículos pesados na ponte.A revisão da Norma Brasileira NBR 7187, que estabelece novos requisitos relativamente à resistência sísmica de pontes de betão armado e pré-esforçado, suscita dúvidas sobre a satisfação destes novos requisitos por parte das numerosas obras de arte existentes, projetadas numa conjuntura em que não havia requisitos de resistência sísmica. Algumas ferramentas de verificação da segurança baseadas em métodos probabilísticos têm sido desenvolvidas e, têm como objetivo desenvolver, nos métodos determinísticos, processos mais compatíveis com situações reais de colapso das estruturas, como a abordagem por Segurança Global. Neste contexto propõe-se uma metodologia para a verificação da segurança das obras de arte existentes. Apresenta-se uma proposta de abordagem probabilística que combina o Método da Segurança Global e uma atualização Bayesiana da resistência do betão com uma avaliação da probabilidade de falha em cada etapa da análise, associando índices de fiabilidade e coeficientes de segurança global. São considerados os efeitos da nova ação sísmica, obtidos através de um modelo de análise tridimensional e com verificação da segurança através do método dos coeficientes parciais. A metodologia é aplicada a uma ponte construída em 2018, situada no Nordeste brasileiro, projetada antes de promulgação de normalização sísmica brasileira específica para pontes.
Year: 2021
Number Pages:
1351-1361.
Author(s): Interlandi, C.; Oliveira Santos, L.
Editor: GPBE
Keywords: Teoria da Fiabilidade; Segurança Global; Normalização; Abordagem Bayesiana
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Bridge Reliability Analysis Based on a Global Safety Methodology
Many reinforced concrete existing structures need to be re-evaluated due to the loss of its structural capacity, new design requirements or new loads to be considered. For this, new probabilistic analysis tools have been developed. Some of these methods intend to consider more realistic situations near to collapse than the ones defined in the current design following the Ultimate Limit States. In this paper, a methodology based on the concepts of the Global Resistance Format, as defined in fib Model Code 2010, with a step-by-step evaluation of the reliability coefficients is presented. The proposed methodology is applied in the re-evaluation of an existing bridge. Bayesian updating of the material properties is also applied in the analyses. With the proposed method it is possible to evaluate the need for rehabilitation or not, from the point of view of structural safety, directly depending on the reliability of the structure in view of new regulatory requirements.
Year: 2021
Number Pages:
2294-2304.
Author(s): Interlandi, C.; Oliveira Santos, L.
Editor: FIB
Keywords: Global safety approach; reinforced concrete; reliability
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Computational Aspects in the Evaluation an Existing Structure by the Global Safety Method
The re-evaluation requirement for existing reinforced concrete structures, considering new regulatory design requirements is an unquestionable reality. For this, computational analysis tools with an emphasis on probabilistic input data have been developed and improved over time. In order to be able to consider more realistic situations, where the structure is collapsed instead of those defined in the original project, following the Ultimate Limit States, refined and complex computer programs are increasingly needed. In this article, a methodology based on the concepts of the Global Resistance Format is presented, as defined in the fib Model Code 2010. The proposed methodology is applied in the re-evaluation of an existing bridge. Bayesian updating of material properties is also applied in computational analysis. Structural analysis programs and reliability analysis are considered in these studies. With the proposed method it is possible to evaluate the need for rehabilitation or not, from the point of view of structural safety, directly depending on the reliability of the structure in view of new regulatory requirements. The gain in computational terms, is to generate the input data update in a more refined way, generating more realistic results
Year: 2021
Number Pages:
9 p.
Author(s): Interlandi, C.; Martha, L.; Santos, S.; Oliveira Santos, L.
Editor: CILAMCE-PANACM-2021
Keywords: global safety approach; computational analysis; reinforced concrete; reliability
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Displacement monitoring of crossbeams in an airport runway extension using digital image correlation
The structure of the Madeira Airport runway extension was built above the sea and is composed by a slab supported by frames at heights above 60 m. When landing in the E-W direction, aircraft touch this structure, which results in bending of the support beams.A vision system was installed under the runway in order to evaluate the deflection of the two support beams more directly involved with impact loads upon landing, but otherwise also involved in take-off or taxiing operations. Each system consists of a camera mounted on a beam, directed at the midspan of the following beam, whose displacement is set to be measured. The section captured by the camera has been prepared with a 2 m by 1 m speckle pattern target for displacement tracking using digital image correlation (DIC). A trigger mechanism was developed in order to save only the images obtained upon clear operational events. The camera acquires images continuously onto a circular buffer and compares them with a reference using DIC. When a displacement is detected, the images on the buffer, along with the frames taken in the next few seconds, are saved for posterior image processing.This system was successful at obtaining measurements for the monitored areas
Year: 2021
Number Pages:
pp. 159-166.
Author(s): Barros, F.; Aguiar, S.; Sousa, P.; Tavares, P.; Moreira, P.; Xu, Min; Oliveira Santos, L.; Franco, E.
: Procedia Structural Integrity 37 (2022) 159
Editor: Elsevier
Keywords: Structural health monitoring; digital image correlation; Madeira Airport
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Identificação dos efeitos das reações expansivas do betão em pilares através de nivelamentos geométricos
A ponte antiga da Foz do rio Dão é uma obra de arte inserida no IP3, cujas relevantes deficiências estruturais, principalmente decorrentes da existência de reações expansivas internas do betão, de que resulta uma fendilhação visível nos seus pilares, motivaram a sua substituição, em agosto de 2015, permanecendo, desde então, interdita ao tráfego rodoviário e pedonal.Desde 2009, esta obra de arte tem sido objeto de diversas inspeções, incluindo subaquáticas, de estudos envolvendo ensaios laboratoriais, bem como de diversas campanhas de observação do seu comportamento estrutural, fundamentalmente baseadas na realização de nivelamentos geométricos do tabuleiro e de ensaios de caracterização dinâmica. Para além da caracterização da condição da estrutura, estas ações visaram a deteção precoce de uma eventual degradação da ponte que pusesse em causa a sua segurança, necessária numa primeira fase para manter a estrutura em serviço e, desde agosto de 2015, de forma a prevenir um colapso que poderia afetar a nova ponte.Na presente comunicação apresenta-se o procedimento seguido no tratamento da informação recolhida pelas 19 campanhas de nivelamento geométrico realizadas deste 2009, incluindo duas campanhas realizadas após a desativação da ponte, tendo em vista determinar a evolução dos efeitos das reações expansivas do betão nos pilares desta obra de arte ao longo do período em causa. Por fim, a evolução dos resultados assim obtidos é comparada com a tendência manifestada nos 7 ensaios dinâmicos ambientais realizados no mesmo período
Year: 2021
Number Pages:
767-777pp.
Author(s): Xu, Min; Lima, J. N.; Oliveira Santos, L.
Editor: Luís Oliveira Santos, Eduardo Júlio, José Sena Cruz
Keywords: Regressão linear múltipla; Reações expansivas do betão; Nivelamento geométrico; Ponte de betão
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Monitoring of ASR/ISR structural effects in Aguieira bridges
The São João das Areias and Criz II bridges were affected by internal swelling reactions of concrete, which particularly affected their piers and foundations. Laboratory tests diagnosed both Alkali-Aggregate Reaction and Internal Sulphate Reaction as the causes of those expansions. This situation motivated important rehabilitation works on these bridges. In the course of these works, a structural health monitoring system was installed in each of these bridges in order to characterize the structural effects of the swelling reactions, both in the loss of rigidity and the temporal evolution of this degradation. The aim of this paper is to describe the instrumentation performed in these bridges and present thepreliminary results achieved.
Year: 2021
Number Pages:
1105-1115.
Author(s): Oliveira Santos, L.; Xu, Min; Santos Silva, A.
Editor: LNEC
Volume:
Volume I.
Keywords: structural monitoring; concrete bridges; ASR/ISR structural effects
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Monitorização avançada da estrutura de ampliação do Aeroporto da Madeira
O Aeroporto da Madeira é uma infraestrutura crítica da Região Autónoma da Madeira, com umas características estruturais únicas, o que motivou a monitorização do seu comportamento estrutural desde a construção da estrutura de ampliação da pista, que decorreu entre 1995 e 2000.A notável evolução tecnológica ocorrida desde então, bem como o conhecimento do comportamento da estrutura, tornaram natural uma atualização do sistema de monitorização que permitisse beneficiar da aplicação de recentes tecnologias a esta estrutura, tendo em vista a obtenção de informação relevante para a gestão da sua conservação.Para além da instalação de um novo sistema de aquisição que permite tirar partido dos sensores originais que se encontram operacionais, foram adicionadas novas vertentes, designadamente a monitorização do movimento das juntas de dilatação e, principalmente, do comportamento dinâmico, através de um conjunto de acelerómetros e extensómetros em fibra ótica, bem como por via da instalação de um sistema de correlação digital de imagem digital.Nesta comunicação é brevemente descrito o sistema de monitorização original, bem como os novos sensores e alguns dos resultados iniciais, que se afiguram promissores.
Year: 2021
Number Pages:
839-848.
Author(s): Oliveira Santos, L.; Xu, Min; Barros, F.; Aguiar, S.; Sousa, P.; Tavares, P.; Moreira, P.; Franco, E.
Editor: APEE / GPBE
Keywords: Aeroporto da Madeira; Monitorização da integridade estrutural; Correlação digital de imagem
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