Estruturas de Betão Armado: dimensionamento & avaliação de acordo com o Eurocódigo 2

Apresentação

As estruturas realizadas em Betão Armado desempenham um papel de suma importância no contexto de infraestruturas de Engenharia Civil. A otimização de recursos, através da combinação de dois materiais de excelência como são o betão e o aço (i.e., com características mecânicas que se complementam), aliado à durabilidade a longo prazo são fatores competitivos em relação a outras soluções. Com uma vida útil expectável, que dependendo da função da estrutura, pode variar entre os 50 a mais de 100 anos, a sociedade enfrentará no atual século XXI o fim da vida útil de muitas destas estruturas. Isto significa que a avaliação de desempenho, em complemento ao dimensionamento, se tornará um requisito central nas futuras gerações de engenheiros de estruturas. Por outras palavras, o paradigma do estudo de estruturas de betão armado requer a consideração de fatores sustentáveis da sociedade, nomeadamente no conhecimento sobre seu efetivo período de vida útil com base em melhores simulações sobre o comportamento efetivo destas estruturas tão críticas para a nossa sociedade.

Neste contexto, e de acordo com o Eurocódigo 2 – Projeto de estruturas de betão, este curso pretende oferecer os conhecimentos fundamentais a ambos os níveis: (i) dimensionamento e (ii) avaliação de desempenho de estruturas de betão, considerando todo o período de vida útil da estrutura. Com uma abordagem clara e abrangente, o presente curso é sustentado num conjunto de módulos independentes, que no seu conjunto, permite construir a visão holística necessária sobre o tema do curso.

Objetivos

Neste contexto, os objetivos do curso podem ser organizados da seguinte forma (partindo de conceitos fundamentais até ao objeto principal de estudo -desempenho ao longo da vida útil de estruturas de betão armado):

• Introdução aos fundamentos de dimensionamento de estruturas de betão armado,
• Introdução de conceitos regulamentares relativos aos materiais estruturais, i.e. betão e aço,
• Revisão de técnicas de cálculo com diferentes níveis de detalhe,
• Identificar a diferença entre requisitos de funcionamento e requisitos de segurança,
• Realização de cálculos preliminares para validação de resultados obtidos por softwares dedicados,
• Entender a criticidade dos aspetos construtivos no desempenho da estrutura ao longo da vida útil.

Com uma abordagem pensada para aqueles não familiarizados com o tema, o curso é definido em seis módulos principais, iniciando com conceitos básicos e elementares até ao objeto principal de estudo do curso – desempenho ao longo da vida útil de estruturas de betão armado:

Módulo 1- Fundamentos do dimensionamento nomeadamente:

• • – Variáveis envolvidas,
  • – Coeficientes parciais de segurança,
  • – Os conceito de Estados Limite de Serviços e Estados Limite Últimos.

Módulo 2- Propriedades dos materiais estruturais:

• • • – De betão,
    • – De aço,
    • – E requisitos de durabilidade de ambos.

Módulo 3- Análise estrutural com diferentes níveis de detalhe no comportamento dos materiais:

• • • – Elementar – linear elástica,
    • – Melhorada I – linear elástica com redistribuição de esforços,
    • – Melhorada II – plástico,
    • – Avançada – não-linear.

Módulo 4- Conforto de utilização – Estados Limites de Serviço, nomeadamente:

• • • – No controlo de fendilhação do betão,
    • – No controlo de deformações,
    • – No controlo de vibrações.

Módulo 5- Segurança – Estados Limites Últimos, nomeadamente:

• • • – Devido a esforços de flexão,
    • – Devido a esforços de corte,
    • – Devido a esforços de torção.

Módulo 6- Aspetos construtivos salientado a sua importância na durabilidade e focando:

• • • – Fundações,
    • – Pilares & paredes,
    • – Vigas & lajes maciças.

O método de ensino utilizado ao longo do curso é baseado em ferramentas digitais, disponibilizados pelo virtual Campus, e com uma abordagem clara e direta. Para esse efeito, os 6 módulos previstos (e descritos anteriormente), terão por base documentação apropriada que abrange os aspetos teóricos, aplicações práticas e exercícios a serem resolvidos pelos alunos. Deste modo, o curso será materializado com recurso a:

• • – Notas das aulas e documentação complementar focando os aspetos teóricos subjacentes,
  • – Vídeos introdutórios ao conteúdo das notas das aulas,
  • – Exercícios para aplicar e consolidar a teoria abordada,
  • – Aulas ao vivo, via videoconferência (webinars), para esclarecimentos sobre os exercícios propostos
  • – Apoio contínuo e personalizado ao longo de todo o período do curso por e-mail de modo a garantir a progressão dos alunos.

Helder Sousa

Dr. Helder Sousa é um especialista, com 17 anos de experiência nacional e internacional e forte exposição ao setor industrial, na avaliação do comportamento de pontes de betão armado e pré-esforçado com base em sistemas de monitorização estrutural e Professor convidado na Universidade de Surrey, Londres, Reino Unido, onde leciona nas áreas de Prestressed Concrete Bridges and Asset Management.

Com doutoramento em Engenharia Civil na área de estruturas (2012, https://repositorio-aberto.up.pt/handle/10216/68424), o seu conhecimento científico abrange desde análise do comportamento de pontes de betão armado e pré-esforçado com recurso a modelos avançados de Elementos Finitos até métodos de inferência Bayesiana e teoria do Valor da Informação, sempre suportado em grandes volumes de dados recolhidos por sistemas de monitorização instalados em estruturas de Engenharia Civil. Como resultado do seu percurso profissional, o Dr. Sousa possui uma visão clara e abrangente sobre os diferentes níveis de conhecimento requeridos para o sucesso na implementação de sistemas de monitorização da integridade de estruturas, incluindo ambas investigação fundamental e investigação aplicada.

Com 46 artigos em conferências nacionais e internacionais, 15 artigos publicados em revistas científicas de renome mundial, 2 capítulos de livros, 35 apresentações em vários países da Europa, 4 missões científicas em institutos/empresas de investigação & desenvolvimento de elite Europeia (ETH Zurique na Suíça, TNO R&D Instituto na Holanda, CEREMA na França e COWI na Dinamarca) e 3 entrevistas aos meios de comunicação social, são demonstração da qualidade e rigor do seu trabalho e reconhecimento pelos seus pares a nível internacional.

Premiado com vários financiamentos públicos e privado, Dr. Sousa destaca, a nível internacional, a sua Bolsa Individual Marie Skłodowska-Curie (2015-17, http://www.lostprecon.eu/) e posição como líder do Comitê de Inovação da Ação Europeia COST TU1402 – Quantifying the Value of Structural Health Monitoring (2014-19, https://www.cost-tu1402.eu/Action/Innovation-Committee). Atualmente, é editor convidado na revista científica Structure & Infrastructure Engineering e (co-)líder de duas mini-simpósios no próximo “Workshop on Structural Health Monitoring” (Itália, 2022) e na 14ª “ASCE Conference on Probabilistic Mechanics and Reliability” (Baltimore, 2022). Por outro lado, a sua participação ativa em comitês científicos, nomeadamente na fib – International Federation for Structural Concrete (https://www.fib-international.org/commissions/com2-analysis-design.html) e sua longa experiência como revisor/avaliador para comissões científicas, quer a nível nacional e internacional, são também uma demonstração clara das suas capacidades de liderança e independência profissional.

No âmbito do presente curso, Dr. Sousa destaca as seguintes publicações internacionais, as quais poderão antecipar ao interessado algumas indicações sobre o curso:

• – Canestro, E., Strauss, A., & Sousa, H. (2021). Multiscale modelling of the long-term performance of prestressed concrete structures – Case studies on T-Girder beams. Engineering Structures, 231, 111761. https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2020.111761
• – Sousa, H. (2020) “Advanced FE modelling supported by monitoring towards management of large civil infrastructures – The case study of Lezíria Bridge.” Structural Concrete, the official journal of the fib. https://doi.org/10.1002/suco.201900382 (citations: 3)
• – Sellin, J. P., Sousa, H., Barthélémy, J. F., Torrenti, J. M. (2019). Novel semi-analytical model to calculate shear forces due to viscoelastic interactions. Engineering Structures, 183, 999-1013. https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2018.12.015 (citations: 1)
• – Sousa, H., Bento, J., Figueiras, J. (2014). “Assessment and Management of Concrete Bridges Supported by Monitoring Data-Based Finite-Element Modeling.” Journal of Bridge Engineering 19(6): 05014002. https://doi.org/10.1061/(ASCE)BE.1943-5592.0000604 (citations: 27)
• – Sousa, H., Sousa, C., Neves, A., Bento, J., Figueiras, J. (2013). Long-term monitoring and assessment of a precast continuous viaduct. Structure and Infrastructure Engineering, 9(8), 777-793. https://doi.org/10.1080/15732479.2011.614260 (citations: 12)
• – Sousa, H., Bento, J., Figueiras, J. (2013). Construction assessment and long-term prediction of prestressed concrete bridges based on monitoring data. Engineering Structures, 52, 26-37. https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2013.02.003 (citations: 44)

Trata-se de um curso online, através do Campus Virtual, onde é fornecido um ambiente dinâmico e flexível para que o aluno possa acompanhar o curso ao seu ritmo. Nesta plataforma virtual, os alunos poderão consultar todos os conteúdos do curso, incluindo:

– Vídeos
– Tutoriais
– Aulas por videoconferência
– Textos
– Exemplos práticos
– Exercícios de avaliação de conhecimentos
– Documentação complementar

Destaca-se a realização de videoconferências em direto, onde formadores e formandos podem interagir para partilha de conhecimentos e resolução de dúvidas. Estas videoconferências serão gravadas, para poderem ser visualizadas por qualquer formando a partir do dia seguinte à realização da mesma.

Além disso, o formando poderá utilizar o fórum da plataforma, podendo interagir com os formadores e com os outros formandos.

Também será estabelecido um sistema de tutoriais através de correio eletrónico dos formadores, podendo assim resolver possíveis dúvidas e que servirá de meio mais direto para que os formadores coloquem questões específicas de cada módulo ou tema.

O curso Estruturas de Betão Armado – Dimensionamento & Avaliação de acordo com o Eurocódigo 2 está estruturado com uma abordagem cuidada de modo a não requerer conhecimentos prévios sobre o tema. Deste modo, este curso pode ser de interesse para (mas não limitado):

• – Estudantes e engenheiros com grau de bacharel que tenham interesse no tema do curso tendo em vista uma posterior inscrição para grau de mestre no domínio de engenharia estrutural,
• – Engenheiros com grau de mestre que tenham como interesse uma atualização/reciclagem de conceitos e melhor entender a complementaridade entre dimensionamento e avaliação de desempenho de estruturas de betão armado.

O curso é dirigido a geólogos, engenheiros geólogos, ou estudantes de geologia que estejam interessados em adquirir ou aprofundar conhecimentos práticos sobre interpretação sísmica em 2D e 3D e os seus usos na indústria petrolífera ou noutras indústrias onde o conhecimento e visualização da realidade geológica na subsuperfície seja importante.

A área de conhecimento relacionado com a análise estrutural de estruturas de betão armado assume uma importância primordial no contexto das infraestruturas de Engenharia Civil. De facto, prevê-se que no século XXI, questões relacionadas com a sua manutenção e gestão se tornarão críticas à medida que o tempo de vida útil for atingido. Tendo em consideração a abordagem proposta para este curso, as seguintes perspetivas de emprego são contempladas, nomeadamente:

• – Especialista em equipas de gabinete de projetos e empresas de construção,
• – Consultor para donos de obra, seguradoras, associações profissionais, entre outro tipo de clientes.