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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
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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
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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
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Importância do tema
Incidência deste fenómeno em Portugal
11/10/2016
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Sismos
Movimentos vibratórios
bruscos que ocorrem na
superfície terrestre.
causa
Libertação repentina de energia em zonas instáveis do interior
da Terra
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Consequências da ação sísmica
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2. As causas dos sismos
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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
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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
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2.2 Os sismos
Placas tectónicas
material rochoso rígidoMovimentam - se e chocam
entre si
Deformação nas massas
rochosas
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3. Movimentos do solo
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3. 1 Tipos de ondas
Ondas sísmicas Ondas mecânicas
Ondas Longitudinais
Ondas Transversais
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3. 1 Ondas de corpo e de superfície
Ondas sísmicas-Ondas de corpo;
-Ondas de superfície.classificam-se em:
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Ondas de corpo
-Ondas primárias
(Ondas P)
-Ondas secundárias
(Ondas S)
podem ser:
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Ondas de superfície-Ondas de grande amplitude e
longa duração;
-São as mais destrutivas.
podem ser:
-Ondas Rayleigh (R)
-Ondas Love (L)
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Ondas Rayleigh/
Ondas R
Ondas Love/
Ondas L
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4. Efeitos dos sismos nos edifícios
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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!
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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.
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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.
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5. Concepção Estrutural
5.1 Definição
Concepção EstruturalCriação de um sistema com
capacidade de manter uma
determinada forma
Cooperação entre
engenheiros e arquitetos.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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
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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
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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.
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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.
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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
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FIM
OBRIGADO