Porque é que alguns edifícios não caem?Natureza da ação sísmica e os seus efeitos sobre os edifícios

Projeto FEUP 2016/2017 - Mestrado Integrado em Engenharia Civil

Gabriela Teixeira

Luís Agra

Pedro Rebelo

Equipa 11MC04_3:Ângela Mazau

Arthur Freygang

Diamantino Amaro

Sumário1. Introdução2. As causas dos sismos

2.1 A crosta terrestre e o seu interior2.2 Os sismos

3. Movimentos do solo3.1 Tipos de ondas3.2 Ondas de superfície e de corpo

4. Efeitos dos sismos nos edifícios4.1 Inércia4.2 Forças internas

5. Concepção estrutural5.1 Definição5.2 Pré-dimensionamento 5.3 Análise estrutural5.4 Dimensionamento e pormenorização 5.5 Outros aspetos a considerar

6. Resultados6.1 Sistema de contrapeso inercial6.2 Sistema LSF6.3 Isolamento de base

7. Conclusão

1. Introdução

Tema: Razão pela qual os edifícios não caem

- O que são sismos e quais as suas causas; - A ação dos sismos sobre os edifícios;

Compreensão dos conceitos básicos de concepção estrutural

objetivo

Importância do tema

Incidência deste fenómeno em Portugal

11/10/2016

Sismos

Movimentos vibratórios

bruscos que ocorrem na

superfície terrestre.

causa

Libertação repentina de energia em zonas instáveis do interior

da Terra

Consequências da ação sísmica

2. As causas dos sismos

2. 1 A crosta terrestre e o seu interior

Grande colisão de

partículas Expansão do universo

Processo de

bombardeamento

seguido de um processo

de arrefecimento

Material que aflora Crosta terrestre

Placas tectónicas irregulares

com espessura de 30 a 80 km

na crosta continental e de 5 a

10 km no fundo dos oceanos

2.2 Os sismos

Placas tectónicas

material rochoso rígidoMovimentam - se e chocam

entre si

Deformação nas massas

rochosas

3. Movimentos do solo

3. 1 Tipos de ondas

Ondas sísmicas Ondas mecânicas

Ondas Longitudinais

Ondas Transversais

3. 1 Ondas de corpo e de superfície

Ondas sísmicas-Ondas de corpo;

-Ondas de superfície.classificam-se em:

Ondas de corpo

-Ondas primárias

(Ondas P)

-Ondas secundárias

(Ondas S)

podem ser:

Ondas de superfície-Ondas de grande amplitude e

longa duração;

-São as mais destrutivas.

podem ser:

-Ondas Rayleigh (R)

-Ondas Love (L)

Ondas Rayleigh/

Ondas R

Ondas Love/

Ondas L

4. Efeitos dos sismos nos edifícios

4.1 Inércia

A fundação é a primeira a mexer-se. De acordo com a

1ª Lei de Newton

o telhado tende a ficar em repouso mas também é

afetado!

Edifício X

massa do edifício (M)

aceleração do edifício (A)

2º Lei de Newton= M x A

Edifícios mais leves

sustentam - se melhor

No entanto, todos os edifícios

são projetados para suportar

os seu próprio peso.

4.2 Forças internas

Força da inércia é transmitida do teto para o

solo por meio dos pilares.

Os pilares têm tendência a voltar a ser

verticais.

Quanto maior é o deslocamento horizontal

relativo entre a parte superior e parte inferior

do pilar, maior é a força interna nos pilares..

As forças internas dos pilares são denominadas de Forças de Rigidez.

5. Concepção Estrutural

5.1 Definição

Concepção EstruturalCriação de um sistema com

capacidade de manter uma

determinada forma

Cooperação entre

engenheiros e arquitetos.

5.2 Pré-dimensionamentoFase de

pré-dimensionamento

Avaliação das prováveis dimensões da

estrutura (determinação do peso próprio e

verificação das interferências com os

espaços arquitectónicos e as instalações).

-Fórmulas empíricas;

-Tabelas;

-Gráficos.

5.3 Análise estrutural

Análise estrutural divida em 2 etapas:

1º etapa: escolha do modelo físico/

modelagem estrutural (simula o

comportamento real da estrutura);

2º etapa: análise numérica do

modelo escolhido.

5.4 Dimensionamento e pormenorização

Dimensionamento e

pormenorização

-Essencial que o projetista

conheça as ferramentas de

execução disponíveis.

-O desenho de pormenores

também é relevante. Estes

detalhes devem apresentar formas

esteticamente aceitáveis.

5.5 Outros pormenores a considerar

É necessário que o engenheiro pense numa boa aplicação dos materiais,para que sejam minimizadas as perdas,com um bom aproveitamento da mão de obra.

O engenheiro deve conhecer os processos de estruturação,

saber de que forma os materiais são fornecidos, quais as

suas dimensões de mercado e quais as atividades de cada

operário envolvido no projeto.

6. Resultados

-Seleção de alguns métodos anti-sísmicos que têm sido muito

utilizados para a minimização da vulnerabilidade das estruturas.

-Sistema de contrapeso inercial;

-Sistema LSF;

-Isolamento de base.

6.1 Sistema de contrapeso inercial

Sistema de contrapeso inercial

Instalação de uma bola pesada, que se movimenta com sentido contrário das vibrações do solo;

O Edifício Taipei 101 de (449 metros),

Taiwan, utiliza este sistema

Alternativa à utilização do

pêndulo

Envolver os vidros das janelas com borracha, o que evita o contacto direto com a esquadria de aço;

Vidros das janelas envolvidos com borracha

6.2 Sistema LSF

-Sistema no qual o aço é o principal constituinte;-O aço possui firmeza duradoura, pode torcer sem quebrar, é um bom absorvente de energia, e também é mais leve que outros materiais utilizados nas estruturas.

6.3 Isolamento de base

A estrutura é “separada” das componentes horizontais do movimento do solo com a interposição de uma camada entre a estrutura e a fundação.

Evita que a estrutura acompanhe o

movimento do solo.

7. Conclusão

Aplicação conjunta de três parâmetros:

1º Análise estrutural elaborada;2º Utilização de materiais de construção com características que servem de base forte para as estruturas;3º Conjugação de tecnologias anti-sísmicas

FIM

OBRIGADO