Estudo da influência da configuração estrutural na resposta sísmica de uma estrutura de concreto armado

Abstract

Resumo Os recentes aumentos dos registros de abalos sísmicos no Brasil impulsionaram a publicação da NBR 15421:2006 [1] - Projeto de Estruturas Resistentes a Sismos - na qual são definidas as cargas sísmicas a serem consideradas no projeto em função da capacidade de dissipação de energia no regime inelástico das estruturas e da sismicidade do território brasileiro. Algumas edificações construídas antes da publicação dessa norma não foram projetadas para resistir a ações sísmicas aumentando a sua fragilidade e vulnerabilidade para terremotos de qualquer intensidade. Observa-se ainda que alguns desses edifícios foram projetados e construídos com distribuições irregulares de massa, rigidez ou resistência ao longo da sua altura que podem levar a um desempenho sísmico inadequado. Assim, torna-se essencial para os engenheiros e projetistas uma melhor compreensão dos efeitos dos abalos sísmicos no comportamento sísmico de edificações, especialmente aquelas com diversas irregularidades. Por simplicidade, utiliza-se neste trabalho o termo "estruturas irregulares" para referenciar estruturas como as descritas. Nesse sentido, o objetivo deste trabalho é avaliar o comportamento sísmico de uma estrutura de concreto armado de oito pavimentos e com diversas irregularidades introduzidas na planta da mesma, a fim de verificar a influência dessas irregularidades na perda da capacidade de resistir cargas laterais e dissipação de energia, as quais são calculadas utilizando o método dinâmico espectral e uma análise pushover, procedimentos descritos nas normas NBR15421:2006 [1] e na norma americana FEMA 356 [2]. Do mesmo modo, calcula-se o desempenho sísmico dos modelos usando o método do espectro de capacidade definido na norma ATC-40 [3]. Todos os resultados são comparados com os obtidos para uma estrutura totalmente regular chamada de caso base ou de referência, com o intuito de visualizar as diversas mudanças provocadas pelas irregularidades. O estudo proposto é realizado de forma numérica e as simulações são feitas no programa CSI ETABS(r) Nonlinear v9.5 [4]. Os resultados mostram que a capacidade da estrutura dependerá da plasticidade de seus elementos para não colapsar e do detalhamento adequado para garantir o bom funcionamento do sistema resistente.

Influence of shear walls on the structural behavior of a multi-storey concrete building according to Brazilian Technical Code ABNT NBR 15421:2006

“…This is due to the low occurrence of earthquakes of large magnitudes in the Brazilian territory. Among the Brazilian general studies on earthquakes, some can be cited: Pereira et al [16] evaluates the seismic reliability assessment of a reinforced concrete (RC) frame designed in accordance with ABNT NBR 6118 [17] without considering the seismic design prescribed by ABNT NBR 15421 [3]; Aguero et al [18] proposed a structural retrofit method for evaluation of a RC casing in columns with increase in bending moments under seismic loads; Matos [19] and Alva et al [20] studied the influence of masonry on the strength of buildings subjected to seismic excitations; Gidrão et al [21] simulated seismic effects in a 12-story reinforced concrete building; Peña and Carvalho [22] studied the influence of the structural configuration on the seismic response of a reinforced concrete structure.…”