Análise de Estruturas

– Capacidade de realização de pesquisas, leitura e interpretação de conceitos
– Capacidade de redação e síntese de texto
– Conhecimentos informáticos na ótica do utilizador, de redação digital de documentos e da criação de relatórios de trabalho.
– Capacidade e motivação para pesquisa, utilização e aplicação de softwares para o cálculo de estruturas.
– Conhecimentos adquiridos e prática aplicada de bases elementares: grandezas, sistemas de unidades, noção de vetores e suas características, relações geométricas, físicas e mecânicas, representação gráfica equações.
– Saber adquirido e consolidado em unidades curriculares antecedentes: conceitos de forças e momentos, princípios de equilíbrio e de sobreposição de efeitos, calculo de reações, de esforços e da sua representação gráfica para estruturas; deformadas, calculo matemático e integração numérica. Interpretação de resultados.
– Sentido de cooperação, interajuda, colaboração e espírito de partilha de conhecimentos, com interesse prático para a realização de atividades, individualmente e em grupos de trabalho.

As aulas serão lecionadas em Português, tendo como objeto de trabalho e de aprendizagem dos conteúdos programáticos apresentados. Prevê-se que as aulas de tenham, sempre que possível, diferentes momentos na metodologia de transmissão de conhecimentos:
1) acompanhamento da aprendizagem conseguida pelos alunos, esclarecimento de dúvidas e apoio na orientação prática do trabalho e/ou da resolução de exercícios/problemas,
2) discussão e apresentação de trabalhos da pesquisa semanal feita pelos grupos de trabalho sobre os conteúdos programáticos da UC.
3) apresentação expositiva de conteúdos pelo docente, com eventual resolução pratica de exercícios de exemplo, seguida de discussão entre docente, alunos e grupos de alunos sobre temas e exercícios apresentados. 
Utilizar-se-á uma apresentação expositiva durante a explicação dos assuntos teóricos para apoio à aprendizagem com a resolução pratica de exercícios. Os alunos serão incitados a realizar um trabalho prático de interpretação técnico-científica e sobre conteúdos e de abordagem de interpretação prática através de pesquisas individuais e em grupo. Sem obrigatoriedade, da pesquisa deverá resultar informação em relatório/portfólio disponibilizado para todos os alunos através de partilha de documentos no fórum da plataforma Inforestudante, ou mesmo em páginas dos alunos.
Será feito o acompanhamento da aprendizagem pelos alunos, através do esclarecimento de dúvidas, de apoio à resolução de exercícios e de orientação do trabalho prático, devendo haver lugar a redação de trabalhos de estudo pessoal. A apresentação destes documentos, será feita a cada semana, e por apresentação em grupos de conversação e no fórum da plataforma Inforestudante.
Desde que seja viável, considera-se a possibilidade de, em horário de aulas, ser feita alguma visita a obras ou a estruturas, seja no próprio campus do Instituto ou fora dele. A ocorrer, os alunos serão desafiados a apresentar imagens e descrição das situações verificadas. Não sendo viável, os alunos serão incitados a fazerem, por si próprios, por motivação pessoal, o registo de exemplos de obras ou estruturas de interesse no âmbito do conteúdo da disciplina, sendo convidados a apresentar trabalho com descrição e imagens do observado. 
Estes processos visam a responsabilização individual do aluno, e simultaneamente, fomentam o espírito de partilha de conhecimentos entre, para e com com os restantes colegas. O aluno é avaliado individualmente pelos conhecimentos adquiridos, pelo seu potencial de interpretação dos objetivos pretendidos para a resolução e compreensão de exercícios e de conteúdos, bem como pela sua capacidade de organização de ideias e consequente exposição de conhecimentos. Paralelamente, será avaliado pela colaboração para com os seus colegas, quer pelo trabalho desenvolvido em grupo, quer pela sua motivação para colaborar na aprendizagem dos seus colegas.
Após as semanas letivas, cada aluno realizará uma prova escrita com questões sobre os conteúdos programáticos, com espaço para apresentação de propostas de exercícios que demonstrem a sua capacidade de identificação de problemas e sua respetiva resolução. Haverá uma parte de problemas fundamentais para a qual será exigido uma cotação mínima.

Objetivos:
– Aquisição de conhecimento sobre o comportamento das estruturas estaticamente indeterminados em regime linear.
– Capacidade de análise de estruturas e do seu comportamento, resolução de exercícios de determinação de esforços e deslocamentos.
– Compreensão dos fundamentos essenciais da análise, dimensionamento e intervenção a nível estrutural que contribuem para o seu sucesso do aluno como futuro engenheiro civil.

Competências Genéricas:
– Incremento de competências nas áreas da comunicação e de transferência de conhecimento e saber;
– Aplicação e demonstração de capacidades adquiridas por métodos de estudo e de trabalho pessoal em tarefas de caracter individual e em grupo;
– Motivação para utilização de métodos de autoaprendizagem e de desenvolvimento de competências acompanhadas pelos métodos de ensino previstos;
– Aplicação de conhecimentos e compreensão física de fenómenos por interligação técnica, cientifica e pedagógica;
– Desenvolvimento de competência para a realização de julgamento e de tomada de decisão.

Competências Específicas:
– Adquirir conhecimentos e capacidade de compreensão do comportamento das estruturas de edifícios;
– Fomento das capacidade de observação de situações práticas visando a necessidade de intervenção;
– Incentivo ao desenvolvimento de metodologias de análise e de cálculo como resposta a ações e efeitos em estruturas;
– Capacidade de intervenção e de formação de propostas de melhoria do comportamento estrutural, por ações de reabilitação, reforço ou de conceção de base.

PARTE 1 – Introdução e Conceitos elementares
1. INTRODUÇÃO À UC, REVISÕES E BASES PARA O CÁLCULO DE ELEMENTOS E DE ESTRUTURAS
Funcionamento da Unidade curricular, processo de aprendizagem, sistema de ensino e de avaliação
Revisão de conteúdos abordados em unidades curriculares e disciplinas anteriores
Ações, reações, esforços e representação e determinação de diagramas de esforços em estruturas isostáticas;
Exemplos de aplicação de conceitos, problemas e questões e respetiva resolução prática
2. NOÇÕES ELEMENTARES PARA O CÁLCULO DE ESTRUTURAS
Aplicação prática de conhecimentos adquiridos
Métodos de análise da estaticidade de estruturas e estudo de procedimentos de cálculo, equilíbrio de esforços em secções
Exemplos de aplicação de conceitos, problemas e questões e respetiva resolução prática
3. O CAMINHO DAS CARGAS: DAS AÇÕES AOS EFEITOS
Revisão e aplicação prática de conhecimentos adquiridos
Aplicações do calculo da linha elástica: métodos, relações, avaliação de comportamento
Traçado de diagramas por equações; Traçado e previsão de deformadas em estruturas
Exemplos de aplicação de conceitos, problemas e questões e respetiva resolução prática
4. APLICAÇÕES BASEADAS EM TEOREMAS ENERGÉTICOS
Métodos energéticos e importância para a avaliação de estruturas
Aplicações do calculo baseado em teoremas energéticos; Comportamento em estado de tensão-extensão linear
Energia de deformação e energia potencial; Cálculo de deslocamentos; Métodos matemáticos de integração.
Exemplos de aplicação de conceitos, problemas e questões e respetiva resolução prática
5. DEFORMADAS EM ESTRUTURAS E RELAÇÃO ESTÁTICA E CINEMÁTICA
Avaliação da deformação em elementos estruturais e em estruturas e relação com a avaliação estática, relações causa e efeito
Aplicações da dualidade estático-cinemática : ação-reação, carga-deslocamento, tensão-extensão, esforços-descontinuidades
Determinação de deformadas em estruturas por ações estáticas e cinemáticas; convenção de sinais para análise estrutural;
Exemplos de aplicação de conceitos, problemas e questões e respetiva resolução prática

PARTE 2 – Métodos de cálculo e análise de estruturas hiperestáticas
6. MÉTODO DAS FORÇAS – INTRODUÇÃO
Estudo sobre conceitos de análise de estruturas hiperestáticas; Introdução e Conceitos fundamentais
Introdução ao Método estática de resolução de estruturas hiperestáticas; Análise de elementos-viga;
Exemplos de aplicação de conceitos, problemas e questões e respetiva resolução prática
7. MÉTODO DAS FORÇAS – APLICAÇÕES
Prática de cálculo de deslocamentos e descontinuidades e aplicação da sobreposição de efeitos
Aplicação e interpretação física do calculo pelo Método das Forças, Matriz de flexibilidade;
Exemplos de aplicação de conceitos, problemas e questões e respetiva resolução prática
8. MÉTODO DAS FORÇAS – CONSOLIDAÇÃO E CASOS ESPECIAIS
Estudo de problemas para prática de aplicação do Método das Forças
Análise de estruturas com assentamentos de apoio, apoios flexíveis e cabos;
Aplicações comparadas de calculo manual e calculo automático
Exemplos de aplicação de conceitos, problemas e questões e respetiva resolução prática
9. MÉTODO DOS DESLOCAMENTOS – INTRODUÇÃO
Estudo sobre identificação de deformações nodais em análise de estruturas, isostáticas ou hiperestáticas
Introdução e conceitos fundamentais do Método cinemático de resolução de estruturas – Método dos Deslocamentos;
Relação do método dos deslocamentos como método dual do método das forças; Grau de indeterminação cinemática
Exemplos de aplicação de conceitos, problemas e questões e respetiva resolução prática
10. MÉTODO DOS DESLOCAMENTOS – CONTINUAÇÃO
Prática de cálculo de deslocamentos e descontinuidades e aplicação da sobreposição de efeitos
Matriz rigidez e vetor das forças de fixação; Fundamentação do método dos deslocamentos.
Aplicação e interpretação física do calculo pelo Método dos deslocamentos.
Formulação matricial, e aplicação a estruturas com barras inclinadas
Exemplos de aplicação de conceitos, problemas e questões e respetiva resolução prática
11. MÉTODO DOS DESLOCAMENTOS – CONSOLIDAÇÃO E CASOS ESPECIAIS
Estudo de problemas para prática de aplicação do Método dos Deslocamentos
Análise de estruturas com assentamentos de apoio, apoios flexíveis e cabos;
Aplicações comparadas de calculo manual e calculo automático
Exemplos de aplicação de conceitos, problemas e questões e respetiva resolução prática

PARTE 3 – Linhas de influência e aplicações práticas
12. LINHAS DE INFLUÊNCIA EM ESTRUTURAS ISOSTÁTICAS
Pesquisa e estudo associado a Linhas de influência e interesses de aplicação prática; Introdução e significado físico
Métodos estático e cinemático para a determinação de linhas de influência; Princípios gerais;
Aplicação dos conceitos de dualidade estática e cinemática em estruturas isostáticas
Exemplos de aplicação de conceitos, problemas e questões e respetiva resolução prática
13. LINHAS DE INFLUÊNCIA EM ESTRUTURAS HIPERESTÁTICAS
Pesquisa e calculo de linhas de influencia em estruturas isostáticas e hiperestáticas
Aplicação dos conceitos para a definição de combinação de ações
Exemplos de aplicação de conceitos, problemas e questões e respetiva resolução prática

PARTE 4 – registo pessoal de sugestão, colaboração e de cooperação
14. APRESENTAÇÃO DE PROPOSTAS DE PROBLEMAS E DE ESQUEMAS ESTRUTURAIS
Pesquisa, revisão, prática de exercícios e propostas de conhecimentos fundamentais
Pesquisa, revisão, prática de exercícios e propostas de problemas sobre estruturas hiperestáticas
Pesquisa, revisão, exercícios e propostas sobre aplicações práticas dos conceitos de Linhas de influência
15. REVISÃO E CONCLUSÃO, PROPOSTAS E SUGESTÕES, INFORMACAO E DIVULGAÇÃO
Descrição resumida de propostas de informação a integrar na UC
Descrição individual sobre conteúdos de divulgação (outra informação não inserida no Inforestudante)
Conclusão sobre conteúdos abordados e conhecimentos adquiridos na UC
Avaliação de desempenho na UC para os objetivos inicialmente definidos (autoavaliação, aprendizagem, motivação e atitude)

NAO

1. S.T.MAU (2015) – Introdução à Análise Estrutural – Métodos dos Deslocamentos e das Forças. 1ª Edição. Editora Ciência Moderna.
2. SORIANO, Humberto Lima (2016) – Análise De Estruturas – Formulações Clássicas. Editora LF Editorial.
3. LAURSEN H.I. (2014) – Structural Analysis. 3Ed. McGraw Hill India
4. MARTHA, L. F. (2010) – Análise de estruturas -conceitos e métodos básicos. Rio deJaneiro. Elsevier.
5. LEET, K. M. (2009) – Fundamentos da análise estrutural. 3. ed. São Paulo. McGraw Hill.
6. GOUVEIA, J.P. (2007) – Mecânica Estrutural: apontamentos de apoio às aulas teóricas e práticas de Estruturas I, 06/07. DEC do Instituto Superior de Engenharia de Coimbra, Coimbra.
7. SORIANO, H. L. (2007) – Estática das Estruturas. Método das Forças e Método dos Deslocamentos. Rio de Janeiro. Ciência Moderna.
8. GUEDES, J.M. (2002) – Método dos deslocamentos, Departamento de Engenharia Civil, Faculdade de Engenharia, Universidade do Porto, Porto
9. GAE.IST (2002) – Tabelas de Análise de Estruturas. Instituto Superior Técnico, Lisboa.
10. FLEMING, Jonh F. (1997) – Analysis of Structural Systems. Ed. Prentice Hall.
11. Riley WF, Sturges LD. (1996) – Engineering mechanics: statics. John Wiley & Sons.
12. Frey F. (1994) – Analyse des strucutres et millieux continus – Statique appliqué. Traité de Génie Civil de l’École polytechnique fédérale de Lausanne, Vol. 1, Presses polytechniques et universitaires romandes.
13. PEREIRA, EM (1994) – Análise de Estruturas I – Linhas de Influência. Secção de Folhas da AE do Instituto Superior Técnico, Lisboa.
14. FREY, F. (1990) – Analyse des structures et milieux continus: Statique Appliqué. Traité de Génie Civil de l ́École polytechnique fédérale de Lausanne, Lausanne.
15. CAMPANARI, Flavio Antonio (1985) – Teoria das Estruturas; Rio de Janeiro: Guanabara Dois
16. TIMOSHENKO, S. e GERE, J. (1983) – Mecânica dos Sólidos. Volumes I e II. Livros Técnicos e Científicos
17. GHALI, A; NEVILLE A. (1979) – Structural analysis: a unified classical and matrix approach. Second Edition. Chapman and Hall. London. England

Apontamentos e documentos apresentados por docentes e alunos em anos anteriores, disponíveis em Inforestudante, Moodle e na biblioteca.