ENSAIOS ESTRUTURAIS - Autenticação Ens... · ENSAIOS ESTRUTURAIS EM LABORATÓRIO SISTEMAS DE APLICAÇÃO DE CARGAS - Máquinas duras. Sistemas de aplicação de deslocamentos. Macacos

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DECivilDECivilDECivilDECivil ENSAIOS ESTRUTURAISENSAIOS ESTRUTURAIS

EM LABORATEM LABORATÓÓRIORIO

DECivilDECivilDECivilDECivil

TIPOS DE ENSAIO ESTRUTURAL EM LABORATÓRIO

ENSAIOS ESTRUTURAIS EM LABORATÓRIO

- Modelos reduzidos. Validade em regime elástico (modelos numéricos mais

competitivos e fiáveis); regime não linear (dificuldade em obter condições de

semelhança); acção do vento (muito susceptível à forma das estruturas,

modelação numérica pouco fiável); acção sísmica (escalas grandes ½, p. ex.).

- Peças estruturais. Ensaio de vigas, pilares, painéis de laje, etc. Elementos

pré-fabricados, elementos metálicos ou reprodução de elementos de betão

moldados in situ.

- Ligações estruturais. Comportamento complexo, pouca fiabilidade e/ou

grande complexidade dos modelos numéricos. Avaliação de resistência e

deformabilidade. Efeito na distribuição de esforços nos pórticos.

- Pormenores estruturais. Zonas localizadas com comportamento complexo,

pouca fiabilidade e/ou grande complexidade dos modelos numéricos. Ex.:

Punçoamento de lajes, resistência de ligações coladas.

- Ensaio de comportamento de materiais (provetes). Tracção, compressão,

fadiga, módulo de elasticidade, fluência, relaxação, etc. Betão, aço, madeira,

compósitos, etc.

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Modelos reduzidos

Mesa sísmica Comporta Torre de refrigeração

Barragem de betão Viaduto



Peças estruturais

Ensaio de corte em apoio de viga pré-fabricada Viga mista GFRP-Betão

Pilar à compressão Laje pré-fabricada

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Ligações estruturais

Ligação viga-pilar (aço)

Ligação viga-pilar (aço) Ligação viga-pilar (betão)

Ligação viga-pilar (aço)



Ligações estruturais

F δδδδ

Cycle

Dis

pla

cem

ent

vy /2

vy

2vy

4vy

6vy

vy /2

vy

2vy

4vy

6vy

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

VPH1

Angle

L100x100x10

Holes ø17

Bolts M16 cl. 8.8

45.0

140.0

32.5 75.0 32.5

17.0

40.0

43.0

VPH3

140.0

32.5 75.0 32.5

17.0

40.0

43.0

45.0

Angle

L100x100x12

Holes ø17

Bolts M16 cl. 8.8

VPH2

32.5 75.0 32.5

17.0

40.0

43.0

40.0 17.0

140.0

Angle

L100x100x10

Holes ø17

Bolts M16 cl. 8.8

VPH4

140.0

Angle

L100x100x10

Holes ø17

Bolts M16 cl. 8.8

45.0

88

32.5 75.0 32.5

130.0

(mm)

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Ligaçõesestruturais

-50

-40

-30

-20

-10

0

10

20

30

40

50

-250 -200 -150 -100 -50 0 50 100 150 200 250

d (mm)

F (kN)

-50

-40

-30

-20

-10

0

10

20

30

40

50

-250 -200 -150 -100 -50 0 50 100 150 200 250

F (kN)

d (mm)

-50

-40

-30

-20

-10

0

10

20

30

40

50

-250 -200 -150 -100 -50 0 50 100 150 200 250

δ (mm)

F (kN)

-50

-40

-30

-20

-10

0

10

20

30

40

50

-250 -200 -150 -100 -50 0 50 100 150 200 250

F (kN)

δ (mm)

Ligação de base

Cantoneira mais espessaFiada de parafusos extra Aba soldada à viga



0

20

40

60

80

100

120

0 5 10 15 20 25 30

Deslocamento (mm)

Forç

a (

kN

)

1

2

3

4

5

6

Pormenores estruturais

Arrancamento de varões (ligação de

vigas pré-fabricadas a cachorros)

Punçoamento em

camadas de forma

Ensaio de ancoragens não aderentes

para alvenaria

Ensaio de ancoragens aderentes

para alvenaria

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Comportamento de materiais (ensaios normalizados)

Tracção / fadiga aços Tracção laminados

de carbonoCompressão betão

Tracção betão por compressão diametral Ensaio resiliência / Charpy



SISTEMAS DE APLICAÇÃO DE CARGAS

- Máquinas moles. Sistemas hidráulicos.

Macacos hidráulicos

- Simples

- De duplo efeito (tracção / compressão)

- Macacos livres para pórticos “Meccano”

ou montados em prensas

Controlo

- Bombas manuais

- Bombas eléctricas simples

- Central de pressão (controlo de força

ou controlo alternativo força /

deslocamento)

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- Máquinas duras. Sistemas de aplicação de deslocamentos. Macacos

de parafuso, associados a motor eléctrico. Controlo de deslocamentos.




- Sistema de aplicação dinâmica de forças. Sistemas

hidráulicos com controlo especial. Mesas sísmicas, actuadores

dinâmicos. Permitem o controlo do ensaio em termos de força ou

em termos de deslocamento, com registos dinâmicos F(t) ou d(t).

Podem ser registos simples (sinusoidais, p. ex.) ou registos mais

complexos (registos sísmicos, p. ex., reais ou gerados a partir de

um espectro)

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FORMAS DE APLICAÇÃO DE CARGAS

- Ensaios estáticos, monotónicos

As cargas / deslocamentos são aplicados de forma suficientemente lenta

para que não ocorram efeitos dinâmicos, e têm sempre o mesmo

sentido.

- Ensaios estáticos, cíclicos

As cargas / deslocamentos são aplicados de forma suficientemente lenta

para que não ocorram efeitos dinâmicos, havendo inversões de sentido.

- Ensaios dinâmicos

As cargas / deslocamentos são aplicads de forma dinâmica, obedecendo

a uma variação no tempo pré determinada (registo sísmico, variação

sinusoidal, ciclos crescentes, etc.).

- Ensaios pseudo-dinâmicos

Os deslocamentos são impostos de forma relativamente lenta, e o seu

valor depende da resposta da estrutura. Procura-se simular a resposta a

uma solicitação dinâmica, através da resolução das equações do

movimento ao longo do ensaio, para cada incremento de deslocamento.



PREPARAÇÃO DE UM ENSAIO

Dados do problema

- Elemento a ensaiar

- Tipo de ensaio (estático, dinâmico, cíclico, monotónico, ...)

- Informação a recolher (resistência máxima, resistência mínima,

deformabilidade, ...)

- Número de repetições do ensaio

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Esquema de ensaio

- Sistema de aplicação de cargas (macacos hidráulicos, macacos de

parafuso, cargas gravíticas, capacidades, ...)

- Sistema de controlo de aplicação de cargas (Sistemas hidráulicos: bomba

manual, bomba de controlo de força / deslocamento, etc.; macaco de

parafuso eléctrico: controlo autónomo, controlo integrado com aquisição de

dados)

- Sistema de fixação do elemento a ensaiar e dos equipamentos de

aplicação de força (capacidade dos pórticos para as cargas previstas)

- Transdutores a utilizar (células de carga, deflectómetros, acelerómetros,

extensómetros)

- Unidade de aquisição de dados (electrónica, com visor, papel, ...)

Estudo de um sistema

de isolamento de base

(Luís Guerreiro)




Procedimento de ensaio

- Modo de aplicação de cargas (velocidade, monotónico / cíclico, ...)

- Sistema de controlo de aplicação de cargas: Controlo de força, controlo

de deslocamento, controlo autónomo, controlo integrado com aquisição

de dados, ...)

- Modo de leitura de dados (manual, automática, leituras cíclicas, leituras

sob comando, ...)

- Ensaio normalizado?

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