Tese de mestrado integrado. Engenharia Civil (Construções Civis). Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2013

Submitted by Leonardo Cavalcante (leo.ocavalcante@gmail.com) on 2018-06-08T15:19:48Z No. of bitstreams: 1 Arquivototal.pdf: 2723644 bytes, checksum: b7e79401cc2e021297718d9baf7a1016 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-06-08T15:19:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Arquivototal.pdf: 2723644 bytes, checksum: b7e79401cc2e021297718d9baf7a1016 (MD5) Previous issue date: 2017-12-05 / Environmental impacts, which alter the environment and result in the quality of life and well-being of society, can have their causes in the constructive process of buildings. This work presents the results of a research that had as objective to analyze the significance of the environmental impacts resulting from the construction process of three building works. Initially, it was necessary to know the causes of the environmental impacts in the different stages of the constructive process of buildings, as well as to identify these impacts, in order to evaluate their significance, through the criteria used in the method of Seiffert (2011). According to the said method, this significance can be: despicable, moderate and critical. The results showed that 83.78% of the identified environmental impacts represent moderate to critical significance, which is a worrying situation. This demonstrates that the environment is being polluted considerably by the construction industry due to the lack of environmental management and the wrong working method of the companies. The neglect of these companies in the face of environmental issues is notorious, since there is no control in the causes of environmental impacts, that is, there are no actions aimed at eliminating or minimizing them, thereby compromising the quality of life of society. . / Os impactos ambientais, que alteram o meio ambiente e trazem consequência para a qualidade de vida e bem estar da sociedade, podem ter suas causas no processo construtivo de edificações. Este trabalho apresenta os resultados de uma pesquisa que teve como objetivo analisar a significância dos impactos ambientais resultantes do processo construtivo de três obras de edificação. Inicialmente, foi necessário conhecer as causas dos impactos ambientais nas diferentes etapas do processo construtivo de edificações, bem como identificar estes impactos, para na sequência avaliar a sua significância, através dos critérios utilizados no método de Seiffert (2011). De acordo com o referido método, essa significância pode ser: desprezível, moderada e crítica. Os resultados mostraram que 83,78% dos impactos ambientais identificados representam significância entre moderada e crítica, o que se constitui numa situação preocupante. Isto demonstra que o meio ambiente está sendo poluído consideravelmente pela indústria da construção, devido à ausência de gestão ambiental e método de trabalho equivocado das empresas. O descaso dessas empresas perante as questões ambientais é notório, pois não há controle nas causas dos impactos ambientais, ou seja, não existem ações que visem eliminá-los ou minimizá-los, comprometendo assim cada vez mais a qualidade de vida da sociedade.

No âmbito da Arquitetura e Construção com terra, a produção de habitação social rural, nos últimos 30 anos, tem começado a se posicionar como uma solução contemporânea e viável ao problema da necessidade habitacional no mundo. O adobe, apesar de ser uma das técnicas e tecnologias mais antigas, tem sido pouco praticado no Brasil para a construção de obras novas, em contextos como o da habitação social rural. No entanto, dentre outras iniciativas destacam-se as do Grupo de Pesquisa em Habitação e Sustentabilidade HABIS, vinculado ao Instituto de Arquitetura da Universidade de São Paulo IAU-USP, o qual promoveu a implementação do adobe para a produção de três habitações em dois Assentamentos Rurais, ambos localizados no estado de São Paulo. Este trabalho teve como objetivo investigar o processo construtivo em adobe de três habitações, sendo um no Assentamento Rural Pirituba II e dois construídos no Assentamento Rural Sepé Tiaraju, buscando identificar condições possivelmente relacionadas à conservação de duas destas casas e ao colapso da outra. O trabalho se desenvolveu por meio da pesquisa ação e o estudo de múltiplos casos, tendo como principais resultados a definição de etapas, variáveis e características do processo construtivo dos três casos, a partir de: a) um estudo independente, encontrando razões que levaram ao colapso de uma casa e aspectos das etapas construtivas que possibilitaram às outras duas ficarem em pé, em função do Assentamento Rural de que fazem parte; b) um estudo grupal, encontrando, por meio da criação de uma ferramenta de categorização, semelhanças, diferenças, problemas e avanços das etapas construtivas das habitações estudadas; c) uma análise integral considerando os seguintes aspectos do processo construtivo das habitações estudadas: projeto geral no âmbito do qual foram desenvolvidos, atores, tradição construtiva e o meio natural e climático. Com o estudo desenvolvido foi possível realizar um breve panorama, sobretudo internacional, de 16 exemplos similares ao objeto empírico desta pesquisa. / The production of rural housing with earthen construction techniques, in the last 30 years, has represented a modern and viable solution to the problem of housing need in the world. The adobe, despite being one of the oldest earthen techniques, has been little used in Brazil for the construction of new houses, especially as rural social housing. However, among other initiatives, stands out the experience of the Research Group on Housing and Sustainability - HABIS, linked to the Institute of Architecture and Urbanism at the University of São Paulo (IAU-USP São Carlos), which promoted the implementation of adobe on the production of three houses in two rural settlements, both located in the state of São Paulo. This work aimed to investigate the construction process of these three adobe houses, one in the Rural Settlement Pirituba II and two built in Rural Settlement Sepé Tiaraju, and the conditions possibly related to the conservation of two houses and the collapse of another. The work was developed through the action research methodology and the study of multiple cases, and the main results was the definition of the steps, variables and characteristics of the construction process of the three cases, achieved from: a) an independent study, finding reasons that led to the collapse of a house and aspects of constructive steps that enabled the other two to be concluded, according to each Rural Settlement; b) a group of studies, which showed similarities, differences, problems and progress of the construction stages of the studied houses, through the creation of a tool for categorization; c) a comprehensive analysis considering the following aspects of the construction process of the studied houses: general project under which they were developed, actors, building tradition and the natural environment and climate. With this study it was also possible to conduct a brief overview, especially international, of 16 examples, similar to the empirical object of this research.

O presente trabalho aborda as deformações por encurtamento dos pilares durante a fase construtiva. Deformações, estas, devidas à progressão das cargas, devidas à fluência e devidas à retração. Os encurtamentos provocam deslocamentos que são parcialmente corrigidos pelo processo construtivo, seja a obra executada com os pavimentos no nível de projeto ou com o piso-a-piso fixo. Dessa forma, o deslocamento final é inferior àquele obtido por um modelo de passo único que considera todas as ações ocorrendo após a finalização da estrutura. Uma metodologia para a estimativa dos encurtamentos e das correções é proposta e os resultados obtidos a partir dessa metodologia são validados por meio de comparações com modelos computacionais. Além disso, um carregamento fictício de temperatura é proposto para simular as correções construtivas no modelo de passo único. A variação de temperatura mostrou-se simples, precisa e útil nas análises de edificações de múltiplos pavimentos. Por fim, são discutidos os possíveis danos em elementos não-estruturais e maneiras de se mitigar esse problema. / The present study adress the issue of column shortening during the construction. These deformations are due to the progression of loads, due to creep and due to shrinkage. Shortenings cause displacements, that are partially compensated by the construction process, either the construction is performed with the floors executed at the design level, or the construction executed with fixed floor-to-floor dimension. Thus, the final displacement is lower than the displacement obtained by a single-step model, that considers all actions taking place after the structure is finished. A methodology for the estimation of shortenings and corrections is proposed and the results obtained from this methodology are validated through comparisons with computational models. In addition, a fictitious temperature load is proposed to simulate the constructive corrections in the single-step model. The temperature variation proved to be simple, accurate and useful in the analysis of multi-storey buildings. Finally, the possible damages in non-structural elements and ways to mitigate this problem are discussed.

[pt] A análise das tensões em poços de petróleo é de extrema importância para a prevenção de acidentes durante as fases de construção e produção. As simulações devem aproximar-se ao máximo da realidade, representando da melhor forma as operações ao longo da vida útil do poço e, consequentemente, aumentando sua confiabilidade. Com esse objetivo, uma solução analítica é desenvolvida utilizando uma metodologia que simula a vida útil do poço. Nessa metodologia, consideram-se os efeitos das variações de temperatura em todo modelo e de poropressão na formação. Além disso, adotam-se os materiais em regime elástico, utilizando a hipótese de poço perfeitamente circular, vertical e com cargas uniformes. A solução analítica é calculada a partir das equações de Bradley para a perfuração, e de Lamé para as fases de descida do revestimento, cimento endurecido e produção. Nessa solução é feita uma compatibilidade de deslocamentos radiais entre as superfícies em contato, possibilitando o cálculo dos incrementos de tensão ao final de cada fase. Essa mesma metodologia é utilizada na modelagem por elementos finitos. A partir de dois estudos de caso, os resultados obtidos através das abordagens numérica e analítica são comparados. O primeiro estudo de caso representa um poço no Mar do Norte, e o segundo, um poço em um campo na Bacia de Santos, Brasil. Nos dois estudos de caso, são apresentadas as tensões radiais e tangenciais ao longo do revestimento, do cimento e da rocha, e também os índices de plastificação para o revestimento e para o cimento. No segundo estudo de caso, duas profundidades são avaliadas: no reservatório, considerando um revestimento, e em uma camada mais rasa, com dois revestimentos. Em ambos os estudos de caso, os resultados encontrados pela solução analítica são iguais aos obtidos pela solução numérica, validando, portanto, a solução analítica apresentada como uma alternativa para avaliação de tensões em condições ideais. / [en] The assessment of the wellbore stress state is extremely important in order to prevent accidents during construction and production phases. The methodology used in the models must be closer to reality, representing the wellbore lifespan operations, and consequently, enhancing the reliability of the wellbore. Thus, an analytical solution is developed using a methodology capable of simulating some of the main steps of the wellbore operations. In this methodology, the temperature and the pore pressure variations are considered. Besides that, it is used the assumption of circular and vertical wellbore under uniform loads, considering the elastic behavior of the materials. The analytical solution is developed using Bradley equation during the drilling step and Lamé equation during the construction and production steps. Therefore, the stresses after each step are calculated using the radial displacement compatibility between the surfaces in contact. This same methodology is used in the finite element model. Based on two case studies, the results obtained by the analytical and numerical solutions are compared. The first case study represents a wellbore in the North Sea while the second, a wellbore in a field in Santos Basin, Brazil. In both case studies, the radial and tangential stresses are presented for the casings, the cements and the formation, as well as the yield index in the casings and the cements. In the second case study, two depths are assessed: in the reservoir, considering one casing, and in a shallow depth, with two casings. In these two case studies, the results from the analytical and the numerical solutions are equal. Therefore, the analytical solution is validated as an alternative to assess the stresses in ideal wellbores.

No âmbito da Arquitetura e Construção com terra, a produção de habitação social rural, nos últimos 30 anos, tem começado a se posicionar como uma solução contemporânea e viável ao problema da necessidade habitacional no mundo. O adobe, apesar de ser uma das técnicas e tecnologias mais antigas, tem sido pouco praticado no Brasil para a construção de obras novas, em contextos como o da habitação social rural. No entanto, dentre outras iniciativas destacam-se as do Grupo de Pesquisa em Habitação e Sustentabilidade HABIS, vinculado ao Instituto de Arquitetura da Universidade de São Paulo IAU-USP, o qual promoveu a implementação do adobe para a produção de três habitações em dois Assentamentos Rurais, ambos localizados no estado de São Paulo. Este trabalho teve como objetivo investigar o processo construtivo em adobe de três habitações, sendo um no Assentamento Rural Pirituba II e dois construídos no Assentamento Rural Sepé Tiaraju, buscando identificar condições possivelmente relacionadas à conservação de duas destas casas e ao colapso da outra. O trabalho se desenvolveu por meio da pesquisa ação e o estudo de múltiplos casos, tendo como principais resultados a definição de etapas, variáveis e características do processo construtivo dos três casos, a partir de: a) um estudo independente, encontrando razões que levaram ao colapso de uma casa e aspectos das etapas construtivas que possibilitaram às outras duas ficarem em pé, em função do Assentamento Rural de que fazem parte; b) um estudo grupal, encontrando, por meio da criação de uma ferramenta de categorização, semelhanças, diferenças, problemas e avanços das etapas construtivas das habitações estudadas; c) uma análise integral considerando os seguintes aspectos do processo construtivo das habitações estudadas: projeto geral no âmbito do qual foram desenvolvidos, atores, tradição construtiva e o meio natural e climático. Com o estudo desenvolvido foi possível realizar um breve panorama, sobretudo internacional, de 16 exemplos similares ao objeto empírico desta pesquisa. / The production of rural housing with earthen construction techniques, in the last 30 years, has represented a modern and viable solution to the problem of housing need in the world. The adobe, despite being one of the oldest earthen techniques, has been little used in Brazil for the construction of new houses, especially as rural social housing. However, among other initiatives, stands out the experience of the Research Group on Housing and Sustainability - HABIS, linked to the Institute of Architecture and Urbanism at the University of São Paulo (IAU-USP São Carlos), which promoted the implementation of adobe on the production of three houses in two rural settlements, both located in the state of São Paulo. This work aimed to investigate the construction process of these three adobe houses, one in the Rural Settlement Pirituba II and two built in Rural Settlement Sepé Tiaraju, and the conditions possibly related to the conservation of two houses and the collapse of another. The work was developed through the action research methodology and the study of multiple cases, and the main results was the definition of the steps, variables and characteristics of the construction process of the three cases, achieved from: a) an independent study, finding reasons that led to the collapse of a house and aspects of constructive steps that enabled the other two to be concluded, according to each Rural Settlement; b) a group of studies, which showed similarities, differences, problems and progress of the construction stages of the studied houses, through the creation of a tool for categorization; c) a comprehensive analysis considering the following aspects of the construction process of the studied houses: general project under which they were developed, actors, building tradition and the natural environment and climate. With this study it was also possible to conduct a brief overview, especially international, of 16 examples, similar to the empirical object of this research.

Submitted by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2013-02-28T21:24:09Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_ConstrucaoFragmentadaAnalise.pdf: 1827569 bytes, checksum: 24e9507c8a36a0368f55c4bc8d072f81 (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Rosa Silva(arosa@ufpa.br) on 2013-03-05T12:09:58Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_ConstrucaoFragmentadaAnalise.pdf: 1827569 bytes, checksum: 24e9507c8a36a0368f55c4bc8d072f81 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-03-05T12:09:58Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_ConstrucaoFragmentadaAnalise.pdf: 1827569 bytes, checksum: 24e9507c8a36a0368f55c4bc8d072f81 (MD5) Previous issue date: 2013 / Nos últimos anos, a Universidade Federal do Pará (UFPA), entre outras providências importantes, tem investido significativamente na reestruturação e expansão de seus campi, com a construção de novos prédios, ampliação e reforma dos já existentes. Como na maioria das IFES, porém, na UFPA não existe estrutura e tempo suficientes para que a equipe técnica responsável possa gerenciar e executar os projetos executivos, acompanhar e fiscalizar as obras de construção e manutenção. O objetivo deste trabalho é fazer uma análise gerencial dos processos construtivos da UFPA, tomando por base a obra do Complexo de prédios do Instituto de Educação Matemática e Científica (IEMCI) da UFPA, visando à identificação e minimização dos problemas que se apresentaram ao longo de seu fluxo. Para tal, procedeu-se um estudo de caso nos processos administrativos e demais documentos inerentes à construção dos diversos módulos que compõem o Instituto, com o levantamento de dados de todas as obras executadas, e realização de entrevistas, baseadas no modelo de Campos (2011), a todos os envolvidos no processo. Após a análise dos resultados, constatou-se que a falta de planejamento e gerenciamento efetivo dos processos de projeto construtivos produziram vários problemas, entre os quais, projetos incompletos e falhos, levando à construção fragmentada. A obra, executada em várias etapas, custou 35,19% mais, do que se fosse realizada em uma só etapa, integralmente. Quanto ao prazo, esse acréscimo foi maior ainda, chegando a 283%. Concluindo-se que os intervenientes causados pela fragmentação, influenciaram seriamente no prazo e no valor final da obra. / In recent years the Federal University of Pará (UFPA), among other important precautions, has invested significantly in the restructuring and expansion of its campi, the construction of new buildings, expansion and renovation of the existing ones. As in most IFES, however, the UFPA has no structure or enough time for the responsible technical crew to manage and develop constructive project execution, monitor and supervise the construction works and maintenance. The objective of this study is to make a management analyze of the construction processes at the UFPA, on the basis of the complex of buildings of the Institute of Mathematics and Science Education (IEMCI), aiming the identification and minimization of the problems presented along its flow. To do so, through a case study of the administrative procedures and other documents related to the construction of the various modules that make up the Institute, with the data collection of all the performed works, and conducting interviews, based on the Campos's model (2011), to everyone involved in the process. After analyzing the results, the conclusion was that a lack of planning and effective management of constructive processes produced several problems, among them, incomplete and flawed projects, leading to fragmented construction. The construction executed through stages cost 35.19% more than if it was performed in one step and in its entirety. And as the term, this increase was even greater, reaching 283%. Concluding that the interveners caused by fragmentation, seriously influenced on the deadline and the final cost of the construction.

[pt] A grande maioria das obras geotécnicas, tais como algumas fundações, aterros e escavações, apresentam uma configuração geométrica tipicamente tridimensional. No entanto, em função da complexidade da obtenção de soluções considerando os aspectos inerentes à condição de deformação e tensão tridimensionais, as análises destas obras têm sido comumente realizadas adotando-se as aproximações de deformação plana e/ou axissimétrica. Esta dissertação apresenta um modelo computacional baseado na formulação em deslocamento do método dos elementos finitos para a simulação de problemas mecânicos de equilíbrio estático de obras geotécnicas em condição tridimensional. São ressaltados os problemas de capacidade de carga de fundações superficiais e a simulação da construção de aterros. O solo é considerado como um material não linear elasto-plástico e os modelos não associados Mohr-Coulomb modificado e Lade-Kim são adotados para representar sua relação tensão-deformação resistência. As estratégias de solução não linear, tanto a nível global quanto em nível de ponto de Gauss, são apresentadas e discutidas. Os exemplos de capacidade de carga das fundações superficiais são comparados com os resultados da teoria do equilíbrio limite e da análise limite indicando bons resultados. O efeito da tensão intermediária na trajetória de tensão é apresentado e discutido nos exemplos de simulação da construção de aterros. / [en] The vast majority of geotechnical works, such as some foundations, embankments and excavations, show a typical three-dimensional geometric configuration. However, depending on the complexity of obtaining solutions considering the aspects inherent to the three-dimensional deformation and stress, the analysis of these works have been performed by adopting common approaches and plane strain or axisymmetric. This dissertation presents a computational model based on displacement formulation of finite element method for simulation of mechanical problems of static equilibrium condition of geotechnical works in three dimensions. It highlights the problems of load capacity of shallow foundations and the simulation of embankment construction. The soil is considered as material non-linear elastic-plastic models and non-associated Mohr- Coulomb and modified Lade-Kim are adopted to represent their relationship stress-strain-resistance. The nonlinear solution strategies, both overall and in the Gauss point level, are presented and discussed. Examples of load capacity of shallow foundations are compared with the results of the theory of limit equilibrium and limit analysis showing good results. The effect of tension in the intermediate stress path is presented and discussed in the simulation examples of the construction of embankments.