Dimensionamento de um edifício sismo resistente

Abstract

A implementação e gradativo aumento da eficiência das ferramentas computacionais trouxeram a possibilidade de aumento da complexidade dos fenômenos estudados e das estruturas projetadas. Estruturas complexas, por questões econômicas e de segurança, demandam acurácea na previsão do seu comportamento estrutural, sendo os modelos computacionais ferramentas fundamentais no estudo destas. Modelos robustos usualmente representam melhor o comportamento real de uma estrutura e possibilitam projetos mais econômicos, mas eventualmente com um custo computacional e de tempo elevado, que pode vir a tornar-se um empecilho no processo de dimensionamento. Assim, surge a necessidade do emprego de simplificações que agilizem ou até viabilizem o projeto destas estruturas, mas que mantenham a previsão do modelo computacional precisa. Neste trabalho buscou-se estudar a atuação de um fenômeno complexo através da aplicação de métodos aproximados, convertendo forças inerciais dinâmicas em carregamentos estáticos equivalentes e aplicando-as em um modelo matemático tridimensional capaz de prever o comportamento da estrutura real. Para tanto, será apresentado um edifício presente na literatura e projetado para resistir a cargas gravitacionais e de vento, o mesmo sofrerá modificações estruturais a fim de otimizar seu desempenho contra solicitações sísmicas e esta nova estrutura será analisada e dimensionada fazendo uso do métodos das forças estáticas equivalentes. As respostas obtidas serão então discutidas, ressaltando como estas foram afetadas pelas modificações estruturais propostas e pelas hipóteses de modelo/ dimensionamento adotadas.

The implementation and gradual increasing of the efficiency of computational tools have brought the possibility of raising the complexity of the designed structures. Complex structures, for economic and security reasons, demand accuracy at the prediction of their structural response, and the computational models are fundamental to its study. Elaborated models usually represent better the real behavior of a structure and enable more economic projects but, their time and computational demand may turn the designing process ponderous. Thus, arise the need for implementation of simplifications that expedite or even make feasible the design project of these structures, but keeping the prediction of the computational model accurate. In this paper, one seeks to study the performance of a complex phenomenon through the application of approximate methods, converting dynamic inertial forces into equivalent static loads and applying it on a three-dimensional mathematical model capable of predicting the behavior of the structure. In order to do so, a building designed to resist gravitational and wind loads will be modified in order to optimize its performance against seismic loading. Additionally, the modified structure will be analyzed and designed using the methods of equivalent static forces. The results will be discussed, emphasizing how they were affected by the proposed structural modifications and the model/ design assumptions made.