Vs,30 Velocidade de propagao das ondas de corte

NSPT Nmero de pancadas resultantes do ensaio de penetrao dinmica

Cu Resistncia no drenada ao corte

Vs,30 Velocidade de propagao das ondas de corte

RQD Rock Quality Designation de acordo com ASTM D6032

qu Resistncia compresso simples do solo

qu Deformao Unitria ao atingir a resistncia mxima no ensaio de compresso simples

N1 Nmero de pancadas resultantes do ensaio de penetrao dinmica

Cu Resistncia no drenada ao corte

TIPOS DE SOLO : EN 1998-1: 2010 : QUADRO 3.1

Tipo Terreno

Descrio do Perfil Estratigrfico Parmetros

Vs,30 (m/s)

NSPT (pancadas/30cm)

Cu (kPa)

A Rocha ou outra formao geolgica de tipo rochoso, que inclua, no mximo, 5m de matria mais fraco superfcie.

> 800 - -

B Depsitos de areia muito compacta, de seixo (cascalho ou de argila muito rija, com uma espessura de, pelo menos, vrias dezenas de metros, caracterizados por um aumento gradual das propriedades mecnicas com a profundidade

360 - 800 > 50 > 250

C Depsitos profundos e areia compacta ou mediamente compacta, de seixo (cascalho) ou de argila rija com uma espessura entre vrias dezenas e muitas centenas de metros

180 - 360 15 - 50 70 - 250

D Depsito de solos no coesivos de compacidade baixa a mdia (com ou sem alguns estratos de solos coesivos moles), ou de solos predominantemente coesivos de consistncia mole e dura.

< 180 < 15 < 70

E Perfil de solo com um estrato aluvionar superficial com valores de Vs,30 do tipo C ou D e uma espessura entre cerca de 5m e 20m, situado sobre um estrato mais rgido com Vs,30 > 800m/s.

S Depsitos constitudos ou contendo um estrato com pelo menos 10m de espessura de argilas ou siltes moles com um elevado ndice de plasticidade (PI > 40) e um elevado teor em gua.

< 100 - 10 - 20

S Depsito de solos com potencial de liquefao, de argilas sensveis ou qualquer outro perfil de terreno no includo nos

tipos A at E ou S.

-

TIPOS DE SOLO : Norma Chilena : Decreto 61 / 2011

Tipo Terreno

Descrio do Perfil Estratigrfico

Parmetros

Vs,30 (m/s)

RQD qu (kPa)

N1 (pancadas/p)

Cu (kPa)

A

Rocha, Solo Cimentado > 900 > 50%

> 1000 (qu 2%)

- -

B

Rocha branda ou fracturada, solo muito denso ou muito firme

500 - 900 400 -1000 (qu 2%)

> 50

C

Solo Denso ou Firme

350 - 500 300 - 400 (qu 2%)

40 - 50

D

Solo medianamente denso ou firme

180 - 500 30 - 40 > 50

E

Solo medianamente compacto ou medianamente consistente

< 180 20 - 30 < 50

F

Solos Especiais * * * * *

CLASSES IMPORTANCIA EDIFICIOS : EN 1998 1 : 2010 : QUADRO 4.3, Quadro NA II Classe de

Importncia Descrio Coeficiente Importncia

Sismo T1 Sismo T2

I Edifcios de importncia menor para a segurana pblica Edifcios agrcolas, etc

0,65 0,75

II Edifcios correntes, no pertencentes s outras categorias

1,00 1,00

III Edifcios cuja resistncia ssmica importante tendo em vista as consequncias associadas ao colapso Escolas, salas de reunio, instituies culturais, etc.

1,45 1,25

IV Edifcios cuja integridade em caso de sismo de importncia vital para a proteo civil Hospitais, quartis de bombeiros, centrais eltricas, etc.

1,95 1,50

Requisitos de Desempenho e Critrios de Conformidade : EN 1998-1: 2010 2

Requisitos Fundamentais

As estruturas nas regies ssmicas devem ser projectadas e construdas de forma a que sejam

satisfeitos os seguintes requisitos, cada um com um grau adequado e fiabilidade:

- Requisito de no ocorrncia de colapso

A estrutura deve ser projectada e construda de forma a resistir aco ssmica de clculo definida na

seco EN 1998-1: 2010 3 sem colapso local ou global, mantendo assim a sus integridade estrutural e

uma capacidade resistente residual depois do sismo. A aco ssmica de clculo expressa a partir:

( i ) Da aco ssmica de referencia associada a uma probabilidade de excedncia de referencia em 50

anos (PNCR) ou a um perodo de retorno de referncia (TNCR). Os valores recomendados na norma so

PNCR,50 =10% a que corresponde TNCR = 475 anos

( ii ) Coeficiente de importncia (I)

- Requisito de Limitao de Danos

A estrutura dever ser projectada e construda de forma a resistir a uma aco ssmica cuja

probabilidade de ocorrncia seja maior do que a da aco ssmica de clculo, sem a ocorrncia de

danos e limitaes de utilizao, cujos custos sejam desproporcionalmente elevados em comparao

com os da prpria estrutura. A aco ssmica a considerar no requisito de limitao de danos tem uma

probabilidade de excedncia em 10 anos de 10% (PNCR,10 =10%) e um perodo de retorno de 95 anos

(TNCR = 95 anos)

CLASSES IMPORTANCIA EDIFICIOS : NCh 433 1996 4.3

Classe de Importncia

Descrio

A Edifcios Governamentais, municipais, de servios pblicos ou de utilidade pblica Quarteis de Polcia, Centrais Elctricas, Centrais telefnicas, Correios, Estaes Rdio e Televiso, Estaes Tratamento de gua e Esgoto Edifcios cuja utilizao de especial importncia em caso de catstrofe Hospitais, Postos de primeiros Socorros, Quarteis de Bombeiros, Garagens para Veculos de Emergncia, Estaes de transportes pblicos

B Edifcios cujo recheio de grande valor Bibliotecas, Museus, etc Edifcios onde h aglomerao frequente de pessoas Salas destinadas a assembleias de assistncia superior a 100 pessoas Estdios / bancadas ao ar livre com lotao superior a 2000 pessoas Creches, Escolas, Universidades Prises e locais de deteno reas comerciais com rea 500m por piso ou altura superior a 12m reas comerciais com corredores cobertos de rea 3000m sem considerar a rea de estacionamentos

C Edifcios destinados a habitao privada ou servio pblico que no pertence a nenhuma das categorias A ou B Construes de qualquer tipo cuja cedncia possa colocar em risco outras construes das categorias A, B ou C

D Construes Isoladas ou provisrias, no destinadas a habitao, no classificveis como pertencentes a nenhuma das categorias anteriores.

Disposies Gerais sobre Projecto e Mtodos de Anlise: NCh 433 1996 5

Princpios e Hipteses Bsicas

A norma, aplicada em conjunto com as disposies de projecto para cada material enumeradas em NCh

433 1996 5.3 est orientada para obter estruturas que:

( i ) Resistam sem danos a aces ssmicas de intensidade moderada

( ii ) Resistam com danos limitados a aces ssmicas de intensidade mdia

( iii )Ainda que danificadas no colapsem quando sujeitas a aces ssmicas de intensidade

excepcionalmente severa

Coeficiente de Comportamento: EN 1998-1: 2010 3.2.2.5 (3)

O coeficiente de comportamento q uma aproximao da razo entre as foras ssmicas a que a

estrutura ficaria sujeita se a sua resposta fosse completamente elstica, com 5% de amortecimento

viscoso, e as foras ssmicas que podero ser adoptadas no projecto, com um modelo de anlise

elstica convencional, que continuem a assegurar uma resposta satisfatria da estrutura. Os valores do

coeficiente de comportamento q que tambm incluem a influncia de amortecimentos viscosos

diferentes de 5%, so apresentados nas diferentes partes da EN 1998 para vrios materiais e sistemas

estruturais, tendo em conta as classes de ductilidade aplicveis. O valor do coeficiente de

comportamento q poder ser diferente em diferentes direces embora a classe de ductilidade deva

ser a mesma em todas as direces consideradas.

Regras Especficas para Edifcios de Ao: EN 1998-1: 2010 6

Os edifcios de ao resistentes aos sismos devem ser projectados de acordo com um dos seguintes

princpios:

( a ) Comportamento estrutural de baixa dissipao

( b ) Comportamento estrutural dissipativo

Principios de Projecto, Classes Ductilidade Estrutura, Limites Superiores Referencia dos Coefiecientes de Comportamento : EN 1998 1 : 2010 : QUADRO 6.1

Principio de Projecto

Descrio Coeficiente de Comportamento

Comportamento Estrutural de

Baixa Dissipao

DCL (Baixa) 1,50 - 2

Comportamento Estrutural

Dissipativo

DCM (mdia) 4 Tambm limitado pelos valores do

Quadro 6.2

DCH (Alta) Limitado pelos Valores do Quadro 6.2

Factor de Modificao da Resposta : NCh 433 1996 5.7

O factor de modificao da resposta estabelecido (R para anlises estticas ou R0 para anlises

dinmicas por espectro de resposta) em NCh 433 1996 Tabela 5.1.

Este factor reflecte as caractersticas de absoro e dissipao de energia da estrutura resistente assim

como a experiencia sobre o comportamento ssmico dos diferentes tipos de estruturas e materiais

utilizados.

Valores Mximos dos Factores de Modificao da Resposta: : NCh 433 1996 : Tabela 5.1

Sistema Estrutural

Material Estrutural R R0

Sistemas Prticados

Ao Estrutural Beto Armado

7 7

11 11

Sistemas Perede e Sistemas

Contraventados

Ao Estrutural Beto Armado Beto Armado e Alvenaria Confinada Se os Muros de Beto absorvem pelo menos 50% do esforo basal ao nvel de cada piso Se os Muros de Beto no absorvem pelo menos 50% do esforo basal ao nvel de cada piso Madeira Alvenaria Confinada Alvenaria Armada Blocos de beto ou similares maciados e alvenarias duplas De tijolo cermico do tipo grelha com e sem preenchimento de ocos e alvenaria de blocos de beto ou similar no maciados

7

7

6

4

5,5

4

4

3

11

11

9

4

7

4

4

3

Outros Tipos de Estrutura ou material que no sejam classificveis como pertencentes a alguma das restantes categorias

2 -

Os valores indicados nesta tabela para ao estrutural e beto armado pressupem o cumprimento do

estabelecido no seguinte conjunto de normas:

Specification for Structural Steel Buildings. Allowable Stress Design AISC 1989

Specification for Structural Steel Buildings. Load and Resistance Factors Design , AISC 1993

Seismic Provisions for Structural Steel Buildings , AISC 1992

Specifications for the Design of Cold-Formed Steel Structural Members AISI 1986

Building Code Requirements for Reinforced Concrete ACI 318-95

Aco Ssmica EN 1998-1: 2010 3

Anlise Modal Espectral

Para as componentes horizontais da aco ssmica, o espectro de clculo Sd(T) definido por:

0 T TB:

3

2

q

50,2

T

T

3

2Sa)T(S

Bgd

TB T TC:

q

50,2Sa)T(S gd

TC T TD:

T

T

q

50,2Sa)T(S Cgd ga20,0

TD T :

2

DCgd

T

TT

q

50,2Sa)T(S ga20,0

Para um coeficiente de amortecimento viscoso da estrutura %5 , 1 .

Para valores e amortecimento diferentes ver EN 1998-1: 2010 3.2.2.2 (3)

Em Portugal, o valor do parmetro S determinado atravs de:

EN 1998-1: 2010 NA 3.2.2.2 (P) 2

g ms1a maxSS

2g

2 ms4ams1 )1a(3

1SSS g

maxmax

2g ms4a

1S

Tipo Terreno

Parmetros Resposta Elstica Tipo 1 EN 1998-1:2010 Quadro NA 3.2

Parmetros Resposta Elstica Tipo 2

EN 1998-1:2010 Quadro NA 3.3

Smax TB ( S )

TC (S)

TD (S)

Smax TB ( S )

TC (S)

TD (S)

A 1,00 0,10 0,60 2,0 1,00 0,10 0,25 2,00

B 1,35 0,10 0,60 2,0 1,35 0,10 0,25 2,00

C 1,60 0,10 0,60 2,0 1,60 0,10 0,25 2,00

D 2,00 0,10 0,80 2,0 2,00 0,10 0,30 2,00

E 1,80 0,10 0,60 2,0 1,80 0,10 0,25 2,00

Aco Ssmica : Decreto 61/2011 12, NCh 433 1996 6.3

Anlise Modal Espectral

O espectro de clculo que determina a resistncia ssmica da estrutura Sa definido por:

IR

ASS

*

0a

O coeficiente 0A o valor da acelerao efectiva cujos valores se especificam na tabela seguinte:

NCh 433 1996 : Tabela 6.1

Zona Smica 0A

1 0,20 g

2 0,30 g

3 0,40 g

O coeficiente I um coeficiente relativo ao edifcio cujos valores se especificam na tabela seguinte:

NCh 433 1996 : Tabela 6.2

Categoria do Edificio

I

A 1,20

B 1,20

C 1,00

D 0,60

O coeficiente - *R - um factor de reduo da acelerao espectral, calculado para o perodo do modo

com maior massa translacional equivalente na direco da anlise

0

*

0

**

RTT10,0

T1R

EN 1998-1: 2010 3.2.2.3

A componente vertical da aco ssmica deve ser representada por um espectro Para as componentes

verticais da aco ssmica, o espectro de clculo )T(S ve definido por:

0 T TB:

1

q

00,3

T

T1a)T(S

Bvgve

TB T TC:

q

00,3a)T(S vgve

TC T TD:

T

T

q

00,3a)T(S Cvgve

TD T :

2

DCvgve

T

TT

q

00,3a)T(S

Para a componente vertical da aco ssmica dever, em geral, adoptar-se para todos os materiais e

para todos os sistemas estruturais m coeficiente de comportamento q no superior a 1,50. A

adopo de valores superiores dever ser justificada por meio de uma anlise adequada

Parmetros Resposta Elstica Vertical Tipo 1 EN 1998-1:2010 Quadro NA 3.4

Parmetros Resposta Elstica Vertical Tipo 2

EN 1998-1:2010 Quadro NA 3.4

gvg aa TB ( S )

TC (S)

TD (S)

gvg aa TB ( S )

TC (S)

TD (S)

0,75 0,05 0,25 1,00 0,95 0,05 0,15 1,00

O factor de amplificao - - para cada modo de vibrao n -

3

0

n

p

0

n

T

T1

T

T50,41

nT -Periodo de Vibrao corespondente ao modo n

Tipo Terreno

Parmetros Resposta Decreto 61/2011 12.3

S T0 ( S )

T (S)

n p

A 0,90 0,15 0,20 1,00 2,0

B 1,00 0,30 0,35 1,33 1,50

C 1,05 0,40 0,45 1,40 1,60

D 1,20 0,75 0,85 1,80 1,00

E 1,30 1,20 1,35 1,80 1,00

F * * * * *

Aco Ssmica : EN 1998 1: 2010 4.3.3.2

Anlise Esttica

Para a considerao do efeito dos sismos sobre a estrutura pode utilizar-se o mtodo de anlise por foras laterais previsto na EN 1998 1: 2010 4.3.3.2. Esta abordagem vlida para edifcios cuja resposta no seja significativamente afectada pelas contribuies dos modos de vibrao mais elevados que o modo fundamental em cada direco principal, que o caso do edifcio em estudo. As condies a satisfazer pelas estruturas so: ( i ) T1 4 TC (TC definido em 3.2.2.2) ( ii ) T1 2 s ( iii ) Critrios de regularidade em altura apresentados em EN 1998 1: 2010 4.2.3.3 Clculo da Fora de Corte Ssmica na Base

A fora de corte ssmica na base bF determinada para cada direco horizontal na qual o edifcio

analisado a partir da seguinte expresso:

mTsF 1db

1d Ts Ordenada do espectro de clculo ( 3.2.2.5) para o perodo T1

1T Perodo de vibrao fundamental do edifcio para o movimento lateral na direco

considerada m Massa total do edifcio, acima da fundao ou acima do nvel superior de uma cave

rgida, Calculada de acordo com 3.2.4 (2)

Factor de correco do modo de deformao da estrutura Desconhecida partida a localizao do edifcio procedeu-se ao estudo das diversas hipteses para a determinao do caso mais desfavorvel quanto ordenada do espectro de clculo correspondente ao

perodo 1T - 1d Ts . Para as aceleraes horizontais o espectro de clculo definido por (ENV 1998 1: 2010 3.2.2.5 (4)):

BTT0 :

3

2

q

50,2

T

T

3

2SaTS

Bgd

CB TTT : q

50,2SaTS gd

DC TTT :

T

T

q

50,2SaTS Cgd ga

:TTD

2

DCgd

T

TT

q

50,2SaTS ga

Aco Ssmica : Decreto 61/2011 12, NCh 433 1996 6.2

Anlise Esttica

O mtodo de anlise esttica pode utilizar-se para proceder anlise ssmica de:

( i ) Todas as estruturas das categorias C e D construdas em zona ssmica 1

( ii )Todas as estruturas com no mais de 5 pisos e altura inferior a 20m

No mtodo esttico, a aco ssmica assimilada e um sistema de foras horizontais aplicadas no

centro de massa de cada elemento significativo.

Clculo do Esforo de Corte Basal

O esforo de corte basal dado por:

PICQ0

Nesta expresso P representa o peso total do edifcio sobre o nvel basal considerando as cargas

permanentes ms uma percentagem da sobrecarga de utilizao que no poder ser inferior a 25% em

construes destinadas a habitao privada ou uso publico onde no habitual a concentrao de

pessoas ou bens, nem a 50% em construes em que habitual esta aglomerao. Para efeitos deste

clculo pode considerar-se nula a sobrecarga ao nvel da cobertura

O parmetro C o coeficiente ssmico, obtido a partir da expresso: n

*

0

T

'T

Rg

A75,2C

g6

SA 0

O coeficiente - *T - o perodo do modo de vibrao com maior massa translacional equivalente na

direco analisada e deve calcular-se por um procedimento fundamentado.

O coeficiente I um coeficiente relativo ao edifcio cujos valores se especificam na tabela seguinte:

NCh 433 1996 : Tabela 6.2

Categoria do Edificio

I

A 1,20

B 1,20

C 1,00

D 0,60

O coeficiente 0A o valor da acelerao efectiva cujos valores se especificam na tabela seguinte:

NCh 433 1996 : Tabela 6.1

Zona Smica 0A

1 0,20 g

2 0,30 g

3 0,40 g

Distribuio das Foras Ssmicas Horizontais Os esforos ssmicos so determinados considerando aplicados a cada um dois modelos planos

conjuntos de foras horizontais iF aplicados ao nvel dos pisos.

Uma vez que o modo de vibrao fundamental foi estabelecido aproximadamente admitindo que os

deslocamentos horizontais crescem linearmente com a altura, as foras horizontais iF sero

determinadas pela expresso:

jj

iibi

m.z

m.zFF

iF Fora horizontal actuante no piso i

bF Fora de corte ssmica na base

ji m,m Massas dos pisos calculadas de acordo 3.2.4 (2)

ji z,z Alturas das massas ji m,m acima do nvel de aplicao da aco ssmica

Efeitos da Toro Acidental Se a rigidez lateral e a massa estiverem simetricamente distribudas no plano e a no ser que a excentricidade acidental seja tida em conta por um mtodo mais exacto, os efeitos acidentais da toro podero ser considerados multiplicando os esforos em cada elemento resistente, por um coeficiente - - obtido por :

eL

x60,01

x Distncia do elemento considerado ao centro de gravidade do edifcio em planta, medida perpendicularmente direco da aco ssmica considerada

eL - Distncia entre os dois elementos de contraventamento mais afastados, medida

perpendicularmente direco da aco ssmica considerada

O coeficiente - *R - um factor de reduo da acelerao espectral, calculado para o perodo do modo

com maior massa translacional equivalente na direco da anlise

0

*

0

**

RTT10,0

T1R

Tipo Terreno

Parmetros Resposta Decreto 61/2011 12.3

S T0 ( S )

T (S)

n p

A 0,90 0,15 0,20 1,00 2,0

B 1,00 0,30 0,35 1,33 1,50

C 1,05 0,40 0,45 1,40 1,60

D 1,20 0,75 0,85 1,80 1,00

E 1,30 1,20 1,35 1,80 1,00

F * * * * *

Para estruturas at 5 pisos as foras ssmicas horizontais podem calcular-se pela expresso:

0

j

N

1j

j

kkk Q

PA

PAF

Em que:

H

Z1

H

Z1A k1kk

Efeitos da Toro Acidental

Os resultados da anlise levada a cabo para as foras estticas aplicadas em cada uma das direces

de aco ssmica devem combinar-se com os dados da anlise por toro acidental.

Para esse efeito devem aplicar-se momentos de toro em cada nvel, calculados como o produto das

foras estticas que actuam a esse nvel por uma excentricidade acidental dada por:

HZb10,0 kky para a aco ssmica segundo xx

HZb10,0 kkx para a aco ssmica segundo yy

Devem tomar-se as excentricidades com o mesmo sinal em cada nvel de modo a que, em geral, seja

necessrio considerar dois casos para cada direco de anlise.