Repositório Comunidade: CEC-ESTCEC-ESThttps://hdl.handle.net/1822/10912024-03-28T11:44:36Z2024-03-28T11:44:36ZEngineering with nature: an innovative solution for coastal erosion protectionVieira, Bárbara Filipa Vasquezhttps://hdl.handle.net/1822/797232023-10-02T13:03:54Z2022-09-27T10:12:03ZTítulo: Engineering with nature: an innovative solution for coastal erosion protection
Autor: Vieira, Bárbara Filipa Vasquez
Resumo: Coastal zones are a much-appreciated environment by society, and support a large amount of
economic and leisure activities. Growing demographic pressure on these very special territories that are
associated to rapid economic growth and coastward migration has resulted in significant infrastructure
and assets located in risk-prone areas, increasing exposure and vulnerability to natural disasters along
the coast, including erosion, flooding and salt intrusion. In these areas, sediment transport and erosive
processes are worldwide critical aspects for territory planning and management, especially in countries
with long coastline like Portugal, since these phenomena often endanger human life and property
protection. A research effort is still needed to find more robust and nature-based protection solutions
adequate for high energetic coastal environments. The design, construction and maintenance of coastal
protection structures incorporating principles of resilience to climate change impacts require a
comprehensive multidisciplinary scientific approach for a deep understanding on coastal hydromorphodynamics
and on the behaviour of new eco-materials in marine environments. In this research
work different methodologies were applied to describe: (i) wave climate regimes under uncertainty of
climate changes scenarios off Iberian Peninsula coast; (ii) coastal hydro-morphology dynamics applying
numeric modelling tools; and (iii) thermo-mechanical behaviour of an innovative eco-engineering
solution for recycled steel fibre reinforced concrete armour unit. The main outcomes of this research
are: (i) the determination of 10-, 50-, and 100-year return period of significant wave height and wave
peak period values that can be used with confidence as design parameters for structural analyses in
maritime works to be built in the western coast off Iberian Peninsula; (ii) results of a comparative study
on coastal protection structures to promote wave energy dissipation and sediments retention; (iii) the
proposal of an optimized geometry of maritime structures under longitudinal drift reversal conditions
based on hydro- and morphodynamics modelling; (iv) a deep study on thermo-mechanical behaviour of
a recycled steel fibre reinforced concrete armour unit; and (v) the proposal of an innovative ecoengineering
solution for breakwater armour incorporating the new scientific achievements. Globally, this
research work aims at the design and assessment of innovative nature-based coastal engineering
solutions based on modelling and observation of natural accretion or sedimentary stable processes, and
the application of high structural multifunctional eco-materials with high durability and ductility tested
through numerical modelling.; A crescente pressão demográfica sobre as zonas costeiras, associada ao rápido crescimento
económico e à migração de pessoas para o litoral, tem tido como consequência a implantação de
infraestruturas e ativos significativos em áreas propensas a riscos, aumentando a exposição e a
vulnerabilidade a desastres naturais ao longo da costa, incluindo erosão, inundações e intrusão salina.
O transporte de sedimentos e os processos erosivos nestas áreas constituem aspetos críticos para o
ordenamento e gestão do território, especialmente em países de costa extensa como Portugal, uma vez
que estes fenómenos colocam frequentemente em risco a vida humana e a proteção de bens. O
projeto, construção e manutenção de estruturas de proteção costeira baseadas na natureza em
ambientes altamente energéticos, incorporando princípios de resiliência aos impactos das alterações
climáticas, requerem uma abrangente abordagem científica multidisciplinar para a compreensão da
hidro-morfodinâmica costeira e do comportamento de novos eco-materiais em ambientes marinhos.
Neste trabalho de investigação, foram aplicadas diferentes metodologias para descrever: (i) regimes de
agitação marítima em cenários de incerteza provocados por alterações climáticas na costa da
Península Ibérica; (ii) modelação da dinâmica da hidro-morfologia costeira; e (iii) comportamento
termo-mecânico de uma solução inovadora de eco-engenharia para blocos de mantos de quebramar
em betão reforçado com fibras de aço reciclado. Os principais resultados deste trabalho de
investigação são: (i) a determinação do período de retorno de 10, 50 e 100 anos para a altura de onda
significativa e para valores de período de pico de onda que podem ser aplicados com confiança como
parâmetros de projeto para análises estruturais em obras marítimas a construir na costa ocidental da
Península Ibérica; (ii) resultados de um estudo comparativo de estruturas de proteção costeira para
promover a dissipação da energia das ondas e a retenção de sedimentos; (iii) a proposta de uma
geometria otimizada para estruturas marítimas sob condições de inversão longitudinal da deriva com
base em modelação hidro-morfodinâmica; (iv) um estudo aprofundado sobre o comportamento termomecânico
de blocos de mantos de quebramar em betão reforçado com fibras de aço reciclado; e (v) a
proposta de uma solução inovadora de eco-engenharia para mantos de quebramar, incorporando os
novos resultados científicos obtidos. Em resumo, este trabalho de investigação visa o projeto e
avaliação de soluções inovadoras de engenharia costeira baseadas na natureza, através de modelação
e observação de processos estáveis de acreção natural ou sedimentar e a aplicação de eco-materiais
multifuncionais de alta durabilidade e ductilidade testados através de modelação numérica.
Descrição: Programa doutoral em Engenharia Civil
<b>Tipo</b>: doctoralThesis2022-09-27T10:12:03ZDevelopment of a multifunctional composite sandwich panel for the rehabilitation of building façadesSousa, Christoph Fernandeshttps://hdl.handle.net/1822/758532022-02-10T13:45:59Z2022-02-10T13:45:58ZTítulo: Development of a multifunctional composite sandwich panel for the rehabilitation of building façades
Autor: Sousa, Christoph Fernandes
Resumo: This PhD thesis presents a research work aiming at the development of a sustainable and multifunctional
composite sandwich panel for the rehabilitation of reinforced concrete (RC) buildings from the 1960s to
the mid-1980s. The sandwich panel retrofit solution developed in the thesis comprises four main
components: (i) thin outer layers of Recycled Steel Fibre Reinforced micro Concrete (RSFRC); (ii) a
lightweight core made of polystyrene; (iii) internally distributed glass fibre reinforced polymer (GFRP)
connectors; and (iv) steel anchors for fixing the panel to the existing structure.
The first part of this work’s experimental program encompassed pushout and pullout tests, carried out
on reduced-scale specimens representative of the sandwich panel solution; these tests aimed at assessing
the overall composite behaviour of the sandwich panel and analysing the influence of the type of core
insulation layer, and of the anchoring conditions and diameter of the GFRP connectors. The tests showed
that the adopted structural GFRP connectors are able to adequately ensure shear load transfer between
RSFRC layers.
The second part of the experimental program involved testing intermediate-scale RC frame specimens,
representative of the target building typology, under in-plane cyclic loading conditions. The cyclic tests
were performed on different variations of the referred RC frames: (i) a bare RC frame; (ii) an RC frame
with a masonry infill wall; and (iii) an RC frame with the incorporation of the sandwich panel prototype
developed in the scope of this research work. The results of the tests show that, in comparison with the
traditional masonry infill wall solution, the proposed rehabilitation solution enabled a significant
improvement of the RC frame’s cyclic performance, providing higher levels of load carrying capacity and
energy dissipation.
The numerical part of this study included numerical simulations conducted to assist the sandwich panel
design process and, more specifically, the modelling of the failure mechanisms observed at the interface
between the RSFRC layers and the polystyrene core; good agreement was obtained between experimental
and numerical results, with important conclusions being drawn regarding the cohesion and friction angle
between these components of the sandwich panel.; Esta tese apresenta um trabalho de investigação relativo ao desenvolvimento de um painel sanduíche
compósito sustentável e multifuncional concebido para a reabilitação de edifícios porticados de betão
armado (BA) construídos entre 1960 e meados da década de 1980. Este painel é composto
essencialmente por quatro componentes principais: (i) finas camadas exteriores em microbetão reforçado
com fibras de aço recicladas (BRFR); (ii) núcleo em poliestireno; (iii) conetores poliméricos reforçados
com fibras de vidro (GFRP); e (iv) ancoragens metálicas para ligação do painel à estrutura a reabilitar.
A primeira parte do programa experimental do presente trabalho envolveu a realização de ensaios de
corte e ensaios de arrancamento em provetes de escala reduzida, representativos do painel em
desenvolvimento; com estes ensaios, pretendeu-se avaliar o funcionamento compósito do painel através
da análise da influência do tipo de camada de isolamento e do comprimento de ancoragem e diâmetro
dos conetores em GFRP. Os resultados obtidos revelaram que os conectores em GFRP de cariz estrutural
são eficazes na transmissão de esforços de corte entre as camadas de BRFR.
A segunda parte do programa experimental consistiu na realização de ensaios cíclicos em pórticos de BA
de escala intermédia, representativos da tipologia de edifícios a reabilitar. Os ensaios foram realizados
utilizando três variantes dos referidos pórticos: (i) pórtico de BA isolado; (ii) pórtico de BA com parede de
enchimento em alvenaria; e (iii) pórtico de BA reforçado com um protótipo do painel sanduíche
desenvolvido no âmbito deste trabalho. Os resultados mostraram que, em comparação com a solução
tradicional com enchimento em alvenaria, a solução de reabilitação proposta produziu uma melhoria
significativa no comportamento cíclico do pórtico em termos de capacidade de carga e energia dissipada.
A parte numérica do presente estudo incluiu a realização de simulações de apoio ao processo de
dimensionamento do painel e, mais especificamente, no auxílio à interpretação do mecanismo de rotura
observado na interface entre as lâminas de BRFR e o núcleo em poliestireno. Registou-se uma boa
concordância entre as respostas numérica e experimental, o que permitiu obter conclusões importantes
relativamente aos valores de coesão e ângulo de atrito que caraterizam a interface entre estes
componentes do painel sanduíche.
Descrição: Tese de doutoramento em Civil Engineering
<b>Tipo</b>: doctoralThesis2022-02-10T13:45:58ZAnálise da implementação do BIM na indústria AECO em AngolaCanivete, Chiamba Ricardo Chiteculohttps://hdl.handle.net/1822/703372021-02-18T14:21:39Z2021-02-18T14:21:38ZTítulo: Análise da implementação do BIM na indústria AECO em Angola
Autor: Canivete, Chiamba Ricardo Chiteculo
Resumo: O Building Information Modeling é uma metodologia de trabalho aplicável de forma transversal
em toda a indústria da construção que vem sistematizar conjunto de políticas, processos e tecnologias
inter-relacionadas para ter uma visão abragente do projeto e construção, contendo os seus dados num
formato digital para poder acompanhar todas as fases do ciclo de vida das construções.
O desenvolvimento deste trabalho numa primeira fase passa pela demonstração das vantagens
do uso desta metodologia, faz resenha dos países que já a implementaram bem como apresenta a
análise dos resultados obtidos a realização de um inquérito aos principais intervenientes a área de
Arquitectura, Engenharia e Construção, tendo-se obtido 105 respostas válidas e os dados do estudo
demonstram que o estado de conhecimento e implementação do BIM em Angola está na fase inicial. Na
fase final fez-se a modelação partindo-se dos projetos arquitectónicos dos novos Edifícios do ISTM para
a modelação piloto da CAFETARIA/BAR ISTM nas especialidades de estrutura, abastecimento de águas,
drenagem e electricidade, e com exploração e demonstração de viabilidade de vários usos BIM.
Espera-se que os resultados obtidos nesta pesquisa possam contribuir para conhecimento do
estado da metodologia BIM em Angola bem como adoptar o plano apresentado para uso na fase de
projeto de empreendimentos dessa natureza.; Building Information Modeling is a methodology that systematizes a set of interrelated policies,
processes and technologies to have a comprehensive view of projects and the data in a digital format to
be able to monitor all phases of throughout the cycle of life of buildings.
This dissertation initially demonstrates the advantages of using this methodology, reviews the
countries that have already implemented and presents the analysis of the results obtained by conducting
a survey of the main actors in the area of Architecture, Engineering and Construction in Angola. A total of
105 valid answers was obtained and the study data show that the state of knowledge and implementation
of BIM in Angola is in the early stage. In the final phase, the modelling was made starting from the
architectural projects of the new ISTM Buildings for the pilot modelling of Cafeteria/BAR ISTM in the
specialties of structure, water supply, drainage and electricity, with exploration and demonstration of
viability of several BIM uses.
It is expected that the results obtained in this research may contribute to the knowledge of the
state of BIM methodology in Angola as well as to adopt the plan presented for use in the project phase of
such projects of this nature.
Descrição: Dissertação de mestrado em Construção e Reabilitação Sustentáveis
<b>Tipo</b>: masterThesis2021-02-18T14:21:38ZTowards efficient BIM use of underground geotechnical dataEl Sibaii, Mohamadhttps://hdl.handle.net/1822/671812020-10-01T10:23:37Z2020-10-01T10:23:36ZTítulo: Towards efficient BIM use of underground geotechnical data
Autor: El Sibaii, Mohamad
Resumo: A indústria de Arquitetura, Engenharia e Construção (AEC) tem mais recentemente abandonado o
uso de métodos tradicionais e optado por se focar em processos colaborativos baseados no Building
Information Modelling (BIM), o que por sua vez, tem trazido um conjunto de benefícios à construção.
Destes benefícios destaca-se a maior sustentabilidade, com menos riscos, melhor gestão e o melhor
desempenho nas construções. A mudança para o BIM teve origem no contexto de edifícios,
alargando-se posteriormente também ao setor de infraestruturas. Neste estudo, procurou-se fazer uso
de tecnologias de programação em BIM e metodologias de partilha de dados, no sentido de melhorar
a forma como os dados geotécnicos podem ser usados e preservados. Será dada especial atenção à
definição adequada de ‘Product Data Templates’ (PDT) específicos. As propostas a apresentar
compreenderão cuidados específicos relativamente à interoperabilidade IFC. Especificamente, este
estudo tem como objetivo propor uma metodologia para uso das informações extraídas de sondagens
e relatórios geotécnicos em contexto BIM. Nesse contexto, propõe-se um PDT como padrão para
armazenamento de dados de sondagens. A metodologia inclui um programa especificamente
desenvolvido em plataforma BIM que utilizará dados coerentes com o PDT no sentido de gerar uma
representação visual de sondagens e de camadas subterrâneas, anexando automaticamente dados das
sondagens modeladas.; The Architecture, Engineering, and Construction (AEC) industry has, recently, abandoned the use of
traditional methods and chose to focus on collaborative processes based on Building Information
Modeling (BIM) that in turn brought many benefits to construction. Within these benefits, greater
sustainability can be highlighted, with fewer risks, better management, and better performance in
constructions. The move to BIM started in the context of buildings, subsequently extending to the
infrastructure sector as well. In this study, it was intended to make use of BIM programming
technologies and data sharing methodologies, to improve the way geotechnical data is used and
preserved. Particular attention will be paid to the appropriate definition of specific ‘Product Data
Templates’ (PDT). Proposals to be submitted will also comprise specific precautions concerning
Industry Foundation Class (IFC) interoperability. Specifically, this study aims to propose a
methodology for using information extracted from surveys and geotechnical reports in a BIM
context. In this context, a PDT is proposed as a standard for storing survey data. The methodology
includes a program specifically developed on a BIM platform that will use data consistent with the
PDT to generate a visual representation of boreholes and underground layers, automatically attaching
data to the modeled boreholes.
Descrição: Dissertação de mestrado em Sustainable Built Environment
<b>Tipo</b>: masterThesis2020-10-01T10:23:36ZBuilding sustainability assessment methods for healthcare: proposal of the list of indicators and system of weights suitable for the Brazilian contextCosta, Marília Neves Fonseca Azevedo dahttps://hdl.handle.net/1822/671762020-10-01T08:43:53Z2020-10-01T08:43:53ZTítulo: Building sustainability assessment methods for healthcare: proposal of the list of indicators and system of weights suitable for the Brazilian context
Autor: Costa, Marília Neves Fonseca Azevedo da
Resumo: The indication of climate change has increased the necessity for actions to avoid severe
consequences for future generations, taking into consideration the activities that have a substantial
impact in the natural environment. The recognition of the benefits of the sustainability and energy
efficiency led to an involvement in a global scale to the implications associated with it, which has
resulted in the development of several methods to estimate and rate the building performance.
Healthcare buildings, functional and dynamic structures, are focused on the healing process and
comfort of its users, have a significant role in the society and an emerging need of having a greater
performance in order to meet the requires from its strategic planning (cost reductions, regulatory
compliance, social responsibility and performance improvement) by integrating sustainability into
facility’s operations. This research addresses critical issues regarding the sustainability of the
Brazilian healthcare sector, by analysing the suitability of the most common international healthcare
building sustainability assessment methods to the social, economic and environmental contexts. It
presents the current situation of the healthcare environment and its impact (energy, water and
waste) in Brazil. Additionally, it analyses the main sustainability assessment methods developed for
this type of building by comparing the list of indicators and identifying the possibilities and
potentialities for adapting to the Brazilian context. Focused on the adaptation of the Portuguese
(HBSAtool-PT) list of indicators and weighting system to assess the sustainability of healthcare
buildings to the Brazilian healthcare buildings. For this purpose, a survey to assess the opinion of
building construction experts regarding the importance of sustainability indicators was conducted.
A weighting system for the proposed indicators was developed using the AHP method. As a result,
this research proposes a framework to assess the sustainability of healthcare buildings in Brazil
composed by forty-eight indicators, distributed among twenty-three categories.; Os indícios das mudanças climáticas aumentaram as necessidades de ações, a fim de evitar
consequências para as gerações futuras, levando em consideração as atividades de impacte
substancial no ambiente. O reconhecimento da sustentabilidade e o desempenho energético da
construção levaram a um envolvimento global das implicações associadas, o que resultou no
desdobramento de vários meios de se prever a eficácia e a classificação das construções. As
edificações voltadas para a assistência médica, dinâmicas e funcionais, focadas no processo de cura
e no conforto de seus usuários, têm um papel significativo na sociedade e necessidade emergente
de ter um grande desempenho a fim de atender às exigências de seu planeamento estratégico
(redução de custos, conformidade regulatória, responsabilidade social e melhoria de desempenho),
integrando assim a sustentabilidade com a operação. Esta pesquisa aborda as principais questões
relacionadas à sustentabilidade voltada a construção no setor de saúde brasileiro, analisando a
adequação dos métodos mais comuns de avaliação internacional aplicados ao contexto social,
económico e ambiental. Apresenta também a situação atual do ambiente hospitalar e seu impacte
(energia, água e resíduos) no Brasil. Para alem destes pontos, são analisados os principais métodos
de avaliação de sustentabilidade desenvolvidos para este tipo de edificação, comparando a lista de
indicadores e identificando as possibilidades e potencialidades para a sua adaptação ao contexto
brasileiro. O estudo encontra-se focado na adaptação do método português para a avaliação da
sustentabilidade de edifícios de saúde (HBSAtool-PT) ao contexto brasileiro. Para tanto, foi realizada
uma pesquisa para avaliar a opinião de especialistas na construção sobre a importância dos
indicadores, conduzidos e definidos posteriormente pelo método AHP. Como resultado, propõe-se
uma estrutura para avaliar a sustentabilidade em edifícios de saúde no Brasil, composta por
quarenta e oito indicadores, distribuídos em vinte e três categorias.
Descrição: Dissertação de mestrado em Sustainable Built Environment
<b>Tipo</b>: masterThesis2020-10-01T08:43:53Z