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ADRIANO TAMANINI DE MATOS

DANIELLA VIEIRA DA SILVAELIAS RODRIGUES LEALRAFAEL YUKIO NAKAZATO

PROCEDIMENTOS TERICOS PARA ANLISE SSMICAEM EDIFICAES

Trabalho de Concluso de Cursoapresentado como exigncia parcial paraa obteno do ttulo de Graduao doCurso de Engenharia Civil daUniversidade Anhembi Morumbi

Orientador: Prof. MSc. Calebe Paiva Gomes de Souza

So Paulo2011

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ADRIANO TAMANINI DE MATOSDANIELLA VIEIRA DA SILVA

ELIAS RODRIGUES LEAL

RAFAEL YUKIO NAKAZATO

PROCEDIMENTOS TERICOS PARA ANLISE SSMICA

EM EDIFICAES

Trabalho de Concluso de Cursoapresentado como exigncia parcial paraa obteno do ttulo de Graduao doCurso de Engenharia Civil daUniversidade Anhembi Morumbi

Trabalho____________ em: ____ de_______________de 2011.

______________________________________________Prof. MSc. Calebe Paiva Gomes de Souza

______________________________________________Prof. Fernando Jos Relvas

Comentrios:_____________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

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AGRADECIMENTOS

Nossos sinceros agradecimentos aos nossos familiares e amigos, pela ajuda ecompreenso neste importantssimo momento de nossas vidas, e aos professores Calebe

Paiva e Wilson Shoji pela presteza durante o desenvolvimento do trabalho.

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RESUMO

A ocorrncia de abalos ssmicos pode ser caracterizada pelas condies geolgicas daregio ou por ao induzida pelo homem. A localizao geolgica favorvel do Brasilpossibilita que no seja frequente a ocorrncia de eventos ssmicos em terras brasileiras,porm, j houve alguns abalos ssmicos e apesar de serem de baixas intensidades,muitas estruturas foram danificadas comprometendo o uso e trazendo prejuzoseconmicos e sociais. Para avaliar as condies sismolgicas primordial oconhecimento dos conceitos geolgicos e para o dimensionamento das estruturas deconcreto armado sismo-resistentes relevante o domnio dos conceitos tcnicos e dasnormas pertinentes: Norma NBR 15421 (ABNT, 2006), SENCICO-2003 (Peru), Eurocode8 (Europa) e a AASHTO-2007 (Estado Unidos). Nos estudos de casos so feitas asdemonstraes do comportamento da edificao, do tipo residencial em concreto armado,

em diferentes zonas ssmicas definidas pela Norma NBR 15421 (ABNT, 2006),apresentando as recomendaes para o detalhamento das estruturas em concretoarmado visando o aumento da resistncia para suportar a ao de sismos. A anlise dosresultados obtidos feita a partir da comparao dos clculos de deslocamento mximono topo do edifcio, dos esforos de momentos de toro e de tombamentos da estrutura.

Palavras chaves: Abalos Ssmicos, Norma NBR 15421 (ABNT, 2006), SistemasResistentes.

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ABSTRACT

The occurrence of earthquakes can be characterized by the region's geological conditionsor man-induced actions. Brazil's favorable geological location provides not frequentoccurrence of seismic events in Brazilian soil, however, there have been few earthquakes,and even though they are low intensity, many structures were damaged affecting the useof it and bringing economic and social losses . To evaluate the seismic conditions isessential the knowledge of geological concepts and the design of reinforced concretestructures earthquake-resistant material is the domain of technical concepts and standardsrelevant: NBR 15421 (ABNT, 2006), SENCICO-2003 (Peru ), Eurocode 8 (Europe) andAASHTO-2007 (United States). Statements on the behavior of building, residential typeconcrete in different seismic zones defined by the NBR 15421 (ABNT, 2006) are made

through researches, presenting recommendations for the detailing of reinforced concretein order to increase the strength to withstand the action of earthquakes. The analysisresults is made through the comparison of the results of maximum displacement at the topof the building, the efforts of torsional moments and overturning of the structure.

Key words: Earthquakes, Norma NBR 15421 (ABNT, 2006) and resistent systems.

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LISTA DE FIGURAS

Figura 2- 1Movimentao das principais placas tectnicas ..................................... 25

Figura 2- 2Exemplos de movimentao das placas tectnicas ................................ 26

Figura 2- 3Localizao do Hipocentro e Epicentro ................................................... 27

Figura 2- 4Propagao das ondas de corpo e ondas de superfcie ........................ 28

Figura 2- 5Exemplo de movimentao das ondas superficiais ............................... 28

Figura 2- 6Exemplo de Sismgrafo e indicao da posio do pndulo em relao

ao movimento da Terra ................................................................................................... 30Figura 2- 7Escala Richter ............................................................................................ 31

Figura 2- 8Escala de Mercalli Modificada .................................................................. 32

Figura 2- 9Exemplo de formao de sismo induzido pela construo de barragens........................................................................................................................................... 34

Figura 2- 10 - Desastre causado pelo tremor de 2008, na Provncia de Sichuan ....... 35

Figura 2- 11 - Mapa dos maiores terremotos ................................................................. 39

Figura 2- 12 - Inqurito do Marques de Pombal ............................................................ 41

Figura 2- 13 - Abertura do solo ....................................................................................... 42

Figura 2- 14- Casas destrudas e Valdivia ..................................................................... 42

Figura 2- 15- Ponte Pichoy .............................................................................................. 43

Figura 2- 16 - Falhas geolgicas no Brasil .................................................................... 45

Figura 2- 17Mapa Indicativo dos Tremores Ocorridos no Brasil .............................. 47Figura 2- 18 - Danos na rea urbana de Joo Cmara .................................................. 48

Figura 2- 19 - Danos na rea urbana de Joo Cmara .................................................. 49

Figura 2- 20Espectros de resposta: (a) deslocamentos; (b) velocidades e (c)acelerao em funo do tempo. ................................................................................... 54

Figura 2- 21Acelerogramas com variao no tempo para dois tipos de sismo ..... 55

Figura 2- 22Zoneamento ssmico do Brasil ............................................................... 57

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Figura 2- 23Sismicidade da Amrica do Sul .............................................................. 60

Figura 2- 24EdifcioAlcoa Building ............................................................................. 77

Figura 2- 25Reservatrio elevado............................................................................... 78Figura 2- 26Friction Damper.................................................................................... 79

Figura 2- 27Tuned Mass Damper............................................................................ 80

Figura 2- 28Pisto de amortecedor ............................................................................ 81

Figura 2- 29 esquerda o fluido MR antes da magnetizao; e direita o materialaps a magnetizao no estado semisslido. .............................................................. 81

Figura 3- 1- Disposio em planta dos pilares .............................................................. 85

Figura 3- 2 - Corte AA ...................................................................................................... 85

Figura 3- 3Esquema estrutural esttico ..................................................................... 90

Figura 3- 4- Disposio em planta dos pilares .............................................................. 91

Figura 3- 5- Corte AA ....................................................................................................... 92

Figura 3- 6Esquema estrutural esttico: Zona 1 ....................................................... 96

Figura 3- 7Esquema estrutural esttico: Zona 2 ..................................................... 101

Figura 3- 8Esquema estrutural esttico: Zona 3 ..................................................... 106

Figura 3- 9Esquema estrutural esttico: Zona 4 ..................................................... 111

Figura 3- 10Estribos abertos devido ao mau detalhamento .................................. 113

Figura 3- 11Estribos fechados 90 ........................................................................ 113

Figura 3- 12Fechamento dos estribos 135 .......................................................... 114

Figura 3- 13Grampos adicionais colocados na armao ....................................... 114

Figura 3- 14Efeitos causados pela falha da armadura ........................................... 115

Figura 3- 15 - Efeitos causados pela falha da armadura ............................................ 115

Figura 3- 16Espaamento dos estribos ................................................................... 116

Figura 4- 1Fora horizontal (Fx), fora cortante (Hx) e momento de toro (Mx):

Zona 1 Ftool................................................................................................................. 117

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Figura 4- 2 - Fora horizontal (Fx), fora cortante (Hx) e momento de toro (Mx):Zona 2Ftool ................................................................................................................ 118

Figura 4- 3 - Fora horizontal (Fx), fora cortante (Hx) e momento de toro (Mx),

respectivamente; Zona 3Ftool .................................................................................. 118

Figura 4- 4 - Fora horizontal (Fx), fora cortante (Hx) e momento de toro (Mx):Zona 4Ftool ................................................................................................................ 119

Figura 4- 5Grfico das foras horizontais em funo da zona ssmica ................ 120

Figura 4- 6Deslocamento total em funo da zona ssmica .................................. 121

Figura 4- 7Momento de toro em funo da zona ssmica .................................. 123

Figura 4- 8Momento de tombamento em funo da zona ssmica ........................ 124

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LISTA DE TABELAS

Tabela 2- 1 - Terremotos mais destrutivos da histria ................................................. 38

Tabela 2- 2 - Coeficientes de ponderao no ELU ........................................................ 50

Tabela 2- 3 - Fatores de correo de espectro de resposta de projeto....................... 55

Tabela 2- 4 - Categorias ssmicas .................................................................................. 58

Tabela 2- 5 - Coeficiente de limitao do perodo ......................................................... 58

Tabela 2- 6Coeficientes de projeto para diversos sistemas sismo-resistentes ..... 75

Tabela 3- 1 - Distribuio vertical da fora horizontal total ......................................... 88Tabela 3- 2 - Deslocamentos de andar ........................................................................... 88

Tabela 3- 3 - Momentos de tombamento e de toro .................................................... 90

Tabela 3- 4 - Distribuio vertical da fora horizontal total: Zona 1 ............................ 94

Tabela 3- 5 - Deslocamentos de andar: Zona 1 ............................................................. 95

Tabela 3- 6 - Momentos de tombamento e de toro: Zona 1 ...................................... 97

Tabela 3- 7 - Distribuio vertical da fora horizontal total: Zona 2 ............................ 99

Tabela 3- 8 - Deslocamentos de andar: Zona 2 ........................................................... 100

Tabela 3- 9 - Momentos de tombamento e de toro: Zona 2 .................................... 102

Tabela 3- 10 - Distribuio vertical da fora horizontal total: Zona 3 ........................ 104

Tabela 3- 11 - Deslocamentos de andar: Zona 3 ......................................................... 105

Tabela 3- 12 - Momentos de tombamento e de toro: Zona 3 .................................. 106

Tabela 3- 13 - Distribuio vertical da fora horizontal total: Zona 4 ........................ 109

Tabela 3- 14 - Deslocamentos de andar: Zona 4 ......................................................... 110

Tabela 3- 15 - Momentos de tombamento e de toro: Zona 4 .................................. 111

Tabela 4- 1Foras horizontais nas zonas ssmicas para os respectivos

andares........................................................................................................................... 120

Tabela 4- 2Deslocamento total de andar nas zonas ssmicas para os respectivos

andares ........................................................................................................................... 121

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Tabela 4- 3Momento de toro nas zonas ssmicas para os respectivos andares ......................................................................................................................................... 122

Tabela 4- 4Momento de tombamento nas zonas ssmicas para os respectivos

andares ........................................................................................................................... 123

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LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS

AASHTO American Association of State Highway and TransportationOfficials

SPT Standard Penetration Test

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LISTA DE SMBOLOS

agAcelerao caracterstica de projeto, correspondente acelerao ssmicahorizontal caracterstica normalizada em relao aos terrenos da Classe B(rocha)

ags0Acelerao espectral para o perodo de 0,0s, j considerado o efeito daamplificao ssmica no solo

ags1Acelerao espectral para o perodo de 1,0s, j considerado o efeito daamplificao ssmica no solo

Ca Fator de amplificao ssmica no solo, para perodo de 0,0s

Cs Coeficiente de resposta ssmica

CT Coeficiente de perodo da estrutura

Cv Fator de amplificao ssmica no solo, para perodo de 1,0s

Cup Coeficiente de limitao do perodo

Cvx Coeficiente de distribuio vertical

Fx Carregamento na direo x

g Acelerao da gravidade

hi ou hx Altura entre a base e as elevaes i ou x

H Fora horizontal ssmica na base da estrutura

Hx Fora cortante ssmica atuante no pavimento x

I Fator de importncia de utilizao

k Expoente de distribuio, relacionado ao perodo natural da estrutura

MtMomento de toro inerente nos pisos, causado pela excentricidade doscentros de massa com relao aos centros de rigidez

Mta Momento torsional acidental nos pisos

NMdia nos 30m superiores do terreno, do nmero de golpes obtidos noensaio SPT

R Coeficiente de modificao de resposta

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T Perodo natural fundamental de uma estrutura

Ta Perodo natural aproximado da estrutura

V Velocidade mdia na direo do escoamentoW Peso total de uma estrutura

wiou wx Parte do peso efetivo total que corresponde s elevaes i ou x

x Deslocamento relativo de pavimento na elevao x

c Coeficientes de ponderao do concreto

s Coeficiente de ponderao do ao

m Coeficiente de ponderao das resistncia no ELU

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SUMRIO

1 INTRODUO ...................................................................................................................... 171.1 Objetivos ....................................................................................................................... 20

1.2 Justificativas ................................................................................................................. 20

1.3 Abrangncia .................................................................................................................. 21

1.4 Estrutura do Trabalho .................................................................................................. 23

2 REVISO BIBLIOGRFICA ................................................................................................. 24

2.1 Conceitos Tcnicos Geolgicos .................................................................................. 24

2.1.1 Movimentao das Placas Tectnicas e a Formao das Foras Ssmicas ...... 24

2.1.2 Equipamento e Escalas de Medio ..................................................................... 28

2.1.3 Abalos Ssmicos Naturais e Induzidos................................................................. 33

2.1.4 Previso e Monitoramento dos Sismos ............................................................... 35

2.2 Principais Ocorrncias de Abalos Ssmicos no mundo e no Brasil.......................... 36

2.2.1 Abalos Ssmicos no Mundo .................................................................................. 37

2.2.2 Abalos Ssmicos no Brasil .................................................................................... 43

2.3 Conceitos Tcnicos em Relao s Estruturas e as foras ssmicas ....................... 49

2.3.1 Estados Limites ..................................................................................................... 50

2.3.2 Combinaes de cargas ........................................................................................ 51

2.3.3 Dimensionamento das cargas nas estruturas ..................................................... 52

2.3.4 Anlise dinmica ................................................................................................... 53

2.3.5 Categoria ssmica e direo das foras ............................................................... 56

2.3.6 Aspectos importantes da NBR 15421Projeto de estruturas resistentes asismo Procedimento ......................................................................................................... 60

2.3.7 Normas internacionais .......................................................................................... 61

2.4 Requisitos aplicados nos projetos de estrutura para edificaes ............................ 72

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2.4.1 Normas da ABNT para Elaborao de Projetos ................................................... 73

2.4.2 Sistemas Resistentes ............................................................................................ 74

2.4.3 Pndulo Invertido .................................................................................................. 77

2.4.4 Amortecimento ...................................................................................................... 79

2.4.5 Softwares ............................................................................................................... 81

3 ESTUDO DE CASO ............................................................................................................... 84

3.1 Exemplo proposto por Lima e Santos (2008) .............................................................. 84

3.2 Caso IEdifcio residencial de 6 pavimentosZona 1 ............................................. 90

3.3 Caso IIEdifcio residencial de 6 pavimentosZona 2 ............................................ 97

3.4 Caso IIIEdifcio residencial de 6 pavimentosZona 3 ......................................... 102

3.5 Caso IVEdifcio residencial de 6 pavimentosZona 4 ........................................ 107

3.6 Recomendaes para o detalhamento de estruturas de concreto ......................... 112

4 ANLISE DOS RESULTADOS ........................................................................................... 117

4.1 Fora horizontal (Fx) ................................................................................................... 119

4.2 Deslocamento total de andar (x) .............................................................................. 120

4.3 Momento de toro (Tx) ............................................................................................. 122

4.4 Momento de tombamento (Mx) .................................................................................. 123

4.5 Consideraes ............................................................................................................ 124

5 SUGESTES DE TRABALHOS FUTUROS ....................................................................... 126

6 CONCLUSES ................................................................................................................... 127

7 REFERENCIA BIBLIOGRFICA ........................................................................................ 128

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1 INTRODUO

A crescente entrada de capital externo para investimentos no Brasil, os programas dogoverno federal para acelerar o crescimento nacional e as necessidades de melhorias

sociais como a execuo de obras de infraestrutura e de habitaes tem aquecido o

mercado da engenharia civil em todo o mbito nacional e em todas as esferas

profissionais.

Frente aos eventos que acontecero nos prximos anos no pas, como Copa do Mundo

de Futebol em 2014 e Olmpiadas em 2016, muito se tem aumentado o nmero de obras

de artes especiais (pontes, viadutos, etc.), estdios e outras construes que devero ser

executadas para atender as exigncias dos rgos competentes, propiciar condies ao

pblico interno e atrair o turismo de estrangeiros para visitar o pas e participar dos

eventos.

O aquecimento do mercado da engenharia civil tem aumentado consideravelmente a

demanda por engenheiros civis em todas as reas, porm, perceptvel que pouco

engenheiros tem conhecimento de princpios que possibilitaro maior durabilidade s

construes submetidas ao da natureza, como o fato do dimensionamento das

estruturas para resistir aos carregamentos dinmicos ocasionados por abalos ssmicos.

De acordo com Santos e Lima (2006), os abalos ssmicos que ocorrem no Brasil so de

baixas magnitudes pelo fato do pas estar localizado no centro de uma placa tectnica e

os deslocamentos nas extremidades da mesma.

Porm, esses acidentes no podem ser desconsiderados, pois relevante o

levantamento de ocorrncia de abalos ssmicos em pases vizinhos que ocasionaram

catstrofes que ceifaram a vida de diversas pessoas e situaes de calamidade pblica,

que foram sentidos pela populao no Brasil, como foi o caso do ocorrido no Chile em

2010 (GLOBO, 2011).

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De acordo Pimentel (2010), a distncia do epicentro do terremoto ocorrido no Chile em

2010 aconteceu a aproximadamente 91 quilmetros ao norte da cidade de Concepcin e

a 320 quilmetros ao sul da capital chilena, Santhiago.

Em 1960 ocorreu o pior terremoto no Chile, teve magnitude maior do que o ocorrido no

Haiti em 2010, porm, com menor consequncia devido a maior distncia do epicentro.

A unificao das economias globais regionais, como exemplo a formao do Mercosul, a

integrao do Brasil e a associao do Chile ao tratado remete que os esforos para

atender a necessidade de se construir em regies com grande possibilidade de

sismicidade sero aumentados, reforando a preparao do mercado profissional e dosmtodos praticados para atender as condies emergentes (LIMA e SANTOS, 2008).

No Brasil, ocorreram eventos ssmicos nos estados do Rio Grande do Norte, no qual foi

mensurado por sismgrafo em Braslia-DF, e em Minas Gerais, no municpio de

Itacarambi, e os casos com maior intensidade ocorreram nos estados de Mato Grosso,

litoral do Esprito Santo e Amazonas (MARTINEZ, 2007).

A aprovao da Norma NBR 15421 (ABNT, 2006) e a sua aplicao nas edificaes de

concreto armado, demonstra claramente que existem regies no Brasil com grandes

possibilidades de ocorrncias de abalos ssmicos, porm, pouco se tem divulgado este

material no mbito acadmico e no mbito profissional, formando assim um setor com

profissionais despreparados para aplicar a norma vigente nas edificaes e o

desconhecimento das normas dos demais pases que se prepararam para a eventual

situao.

A anlise dinmica, menos estudada pela engenharia devido a complexidade, era menos

utilizada, pois dava-se maior nfase a anlise esttica. Hoje, sabe-se que para os eventos

ssmicos apenas com a anlise dinmica possvel se analisar os efeitos dos mesmos

(LIMA e SANTOS, 2008).

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De acordo Lima e Santos (2008), com o aumento da quantidade de novas construes

com caractersticas mais altas e esbeltas, para otimizar custos e aumentar a rea til

privativa, provavelmente sem as devidas consideraes e o devido dimensionamento

ocorrero prejuzos irreversveis para a sociedade e pegar de surpresa o meio

profissional, que faz vista grossa para tal considerao.

A aplicao da norma vigente deve ser considerada como preventiva, aplicando-a com o

intuito de melhorar as condies perante uma catstrofe natural e evitar o reflexo negativo

do Brasil perante as economias globais durante determinado tempo (SANTOS e LIMA,

2006).

O fato da cultura de se precaver apenas aps a ocorrncia do evento negativo ainda

bem perceptvel na sociedade brasileira, porm, tal condio poder ser revertida se o

meio profissional se engajar nesta situao, considerando que a adoo da anlise e do

dimensionamento das estruturas resistentes a abalos ssmicos podero ser viveis

economicamente a mdio e longo prazo e trar para a sociedade maior estabilidade e

segurana na ocorrncia de eventuais catstrofes.

O desenvolvimento de tecnologias voltadas para a preveno de abalos ssmicos nas

estruturas de concreto armado e a utilizao de procedimentos prticos para as anlises

ainda pouco divulgado no Brasil devido frequncia de utilizao, sendo que no

existem iniciativas estatais e nem privados para incentivar o progresso dos

conhecimentos voltados para esta rea do setor da engenharia civil.

importante ressaltar que pases vizinhos ao Brasil esto a frente no tocante a anlisessmica, pois podemos verificar que em 2003 os rgos competentes de Peru publicaram

a norma correspondente a abalos ssmicos (SENCICO, 2003), somente aps 3 anos a

norma brasileira foi publicada. Pelo fato de terem fronteiras ou estarem prximos, o Brasil

precisa de ateno especial, tambm.

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1.1 Objetivos

Este trabalho tem por objetivo fornecer uma reviso bibliogrfica sobre as principais

caractersticas dos sismos e suas atuaes sobre as edificaes com estruturas de

concreto armado.

Apresentar e discutir diversos acidentes que ocorreram no Brasil e no mundo, mostrando

a importncia de se aplicar medidas preventivas nos projetos executivos de estruturas

que minimizam consideravelmente os impactos ocasionados pelos abalos ssmicos e

exibir alguns dos mtodos, procedimentos e normatizao utilizados por outros pases

para execuo de estruturas protegidas contra a dissipao da energia gerada pelos

sismos.

O objetivo especfico demonstrar a aplicao e anlise da Norma NBR 15421 (ABNT,

2006) que se refere a procedimentos para dimensionamento de estruturas resistentes a

sismos, conjuntamente com outras normas similares vigentes e conceitos tcnicos de

construes resistentes aos sismos em projetos estruturais, por meio da elaborao de

algumas simulaes de clculo para edificaes de concreto armado, determinando osesforos de toro e tombamento.

1.2 Justificativas

Tendo em vista a grande ocorrncia de tremores ocasionados por abalos ssmicos pelo

Brasil e no mundo, com grande nmero de vtimas e perdas materiais, tornou-se evidente

a necessidade de se elaborar um trabalho acadmico sobre anlise e utilizao de

procedimentos tcnicos para dimensionar estruturas resistentes aos esforos de toro e

tombamento.

Na formao acadmica de engenheiros civis no Brasil pouco se aborda a questo de

dimensionamento de estruturas resistentes a cargas dinmicas decorrentes de abalos

ssmicos, com este trabalho pretende-se suprir a ausncia deste tema, enriquecendo a

pouca bibliografia existente.

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Pouco se tem considerado os abalos ssmicos nas estruturas das edificaes no Brasil

sendo que, h grande incidncia de ocorrncias principalmente na regio norte e centro-

oeste, provocando danos nas estruturas como trincas e rupturas comprometendo a

funcionalidade da edificao, deixando a populao alarmada.

Nos pases desenvolvidos onde j ocorreram grandes catstrofes as estruturas esto

dimensionadas para resistir a estas aes, pois j desenvolveram tcnicas construtivas

normatizadas h tempos. Porm em alguns pases ainda no se aplicam essas tcnicas,

como por exemplo, no Haiti em janeiro de 2010, onde ocorreram abalos ssmicos

causando nmero de mortes e prejuzos, sendo que at hoje o pais est estagnado emtermos de reconstruo.

A elaborao da Norma NBR 15421 (ABNT, 2006) que trata do Projeto de Estruturas

Resistentes a Sismos Procedimento divide o Brasil em zonas territoriais denominadas

zonas ssmicas torna clara a relevncia de se considerar no dimensionamento das

estruturas as cargas dinmicas dos abalos ssmicos.

Em virtude do aumento das execues de obras de infraestruturas prevendo os eventos

que sero realizados nos prximos anos como a Copa do Mundo e as Olimpadas e com

o aumento da integrao do Brasil com os pases que compem o Mercosul, cada vez

mais relevante o conhecimento a aplicao de tcnicas baseadas na nova Norma

brasileira e o conhecimento das normas vigentes em geral.

1.3 Abrangncia

Este trabalho mostra as tcnicas para elaborao de projetos de edificaes de concreto

armado, com o objetivo de resistir s aes ssmicas, baseando-se na Norma Brasileira

NBR 15421 (ABNT, 2006) aprovada em 2006 e a utilizao de softwares para a anlise

estrutural.

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Para o entendimento do tema so abordados os principais conceitos em relao aos

abalos ssmicos e ao comportamento das estruturas de concreto armado, como a

resistncias aos esforos solicitantes e a dissipao da energia causada pelos abalos.

A abrangncia deste cita os abalos resultantes da ao do homem no meio ambiente.

Algumas atividades como escavaes subterrneas, explorao de minrios, injeo de

fluidos no subsolo a altas presses, extrao de gua, execues de fundaes

profundas, exploses subterrneas geram abalos induzidos. Cada ao acima produz

sismos de intensidades diferentes, que atuam de formas especficas que no sero

explicados em detalhes.

Este trabalho no tem a funo de demonstrar o monitoramento das estruturas com a

utilizao de diversos mtodos, como a medio de novas trincas e utilizao de

equipamentos especficos que medem as vibraes ocasionadas pelos abalos ssmicos.

O trabalho no trata de informaes sobre a segurana de estruturas especiais como

pontes, obras hidrulicas (barragens), peas pr-moldadas, entre outras, onde h outros

fatores que se devem levar em conta na elaborao do projeto, juntamente com a anlisesobre a resistncia a abalos ssmicos. E para cada caso h ainda Normas Brasileiras

especficas para a elaborao dos mesmos.

Os projetos referentes a estruturas que utilizem outros tipos de materiais como estruturas

metlicas e estruturas de madeira tambm no so mencionados.

As tcnicas de avaliao e reforo de estruturas j existentes, construdas antes dosurgimento da tecnologia para resistir aos abalos ssmicos, como construes localizadas

em zonas ssmicas, assim como o reparo e a reabilitao de estruturas que tenham

sofrido danos causados pelas aes ssmicas no so abordados aqui.

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1.4 Estrutura do Trabalho

O trabalho foi dividido em 6 captulos, trata sobre os principais conceitos, formulaes e

princpios encontrados nas literaturas clssicas, bem como, nas normas brasileiras e

internacionais.

O primeiro item do captulo 2 se refere aos conceitos tcnicos geolgicos, no qual

apresentado o conceito de movimentao das placas tectnicas e o evento de formao

das foras ssmica que ocasionam os terremotos; o zoneamento das regies ssmicas

brasileiras; a ocupao do solo e classificao do terreno quanto sismicidade.

No segundo item do captulo 2, so apresentadas as principais ocorrncias de abalos

ssmicos no mundo e no Brasil e as suas consequncias para o seu entorno.

O terceiro item do captulo 2 se refere aos conceitos tcnicos em relao s estruturas e

as foras ssmicas, no qual apresentado o conceito de estados limites, combinao das

aes, dimensionamento das cargas nas estruturas, anlise dinmica, categoria ssmica e

direo das foras, aspectos importantes da Norma NBR 15421, que se refere aodimensionamento de estrutura resistente a sismicidade, e alguns aspectos importantes

das principais normas internacionais.

No quarto item do captulo 2 so apresentados os requisitos aplicados nos projetos de

estrutura para edificaes executadas em concreto armado por meio das normas da

ABNT e referenciando os sistemas resistentes como pndulo invertido e amortecimentos.

No captulo 3, desenvolvido o estudo de caso e apresentado todas as condies e

caractersticas consideradas para desenvolv-lo.

Os captulos 4, 5 e 6 se referem anlise dos resultados obtidos no estudo de caso, a

sugesto de trabalhos futuros e a concluso do trabalho.

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2 REVISO BIBLIOGRFICA

2.1 Conceitos Tcnicos Geolgicos

A Teoria Tectnica Global, que explica o movimento das placas tectnicas,

fundamentada na Teoria da Deriva Continental e da expanso do fundo ocenico. Atravs

da observao de evidencias como a coincidncia entre as formas dos continentes a

Teoria da Deriva Continental sugere que no passado os continentes estavam unidos e ao

longo dos anos foram se distanciando, se movimentando. A expanso dos fundosocenicos ocorre atravs da Cadeia Meso-Ocenica, trata-se de uma fenda de mais de

84.000Km ao longo da Terra, por onde o magma quente sobe e encontra a gua que

possui baixa temperatura, formando novas crostas ocenicas. Atravs da Teoria

Tectnica Global possvel compreender a historia geolgica da terra, entender alguns

fenmenos, como os terremotos e obter uma prvia de como ser o futuro do planeta

(TASSINARI, 2000).

A origem dos sismos pode ser tectnica, quando so relacionados s placas tectnicas;

vulcnica, quando relacionadas a erupes vulcnicas; secundrios quando h

acomodao de terra como deslizamentos e afundamento do solo e induzidos quando

envolvem a ao do homem (IGA, S/D).

2.1.1 Movimentao das Placas Tectnicas e a Formao das Foras Ssmicas

O terremoto pode ser caracterizado como uma forte e rpida oscilao da superfcie

terrestre provocada pela liberao da energia acumulada durante a movimentao das

placas tectnicas ou placas litosfricas, principalmente nas suas bordas (ASSUMPO,

2000).

As placas so grandes pores de solo e rochas que se movimentam lentamente em

vrias direes sobre a camada da Terra chamada astenosfera, constituda de um fluido

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viscoso (TRINDADE, S/D). A terra possui algumas placas principais de maior tamanho e

placas de tamanhos menores.

Figura 2- 1Movimentao das principais placas tectnicas

Fonte: Wikipdia (S/D)

O tamanho da rea de ruptura a diferena principal entre terremotos de grande

magnitude e terremotos de pequenas magnitudes (ASSUMPO, 2000).

Os movimentos das placas ocorrem devido ao acmulo e dissipao de calor gerado pelo

magma e so divididos em trs tipos. Os movimentos transformantes so caracterizados

pelo movimento lateral entre as placas, podendo ser esquerdo ou direito, como exemplo a

falha de Santo Andr, formada pelas placas do Pacfico e Norte-americana, na Amrica

do Norte. Os movimentos destrutivos ou convergentes ocorrem quando as placas se

movimentam uma contra a outra, como as placas Indiana e Euroasitica, onde h a

formao da cadeia montanhosa do Himalaia. Os movimentos construtivos ou divergentes

ocorrem quando as placas se afastam e esse espao deixado pelo afastamento

preenchido pelo material originado da camada imediatamente abaixo das placas, formada

de rocha semiderretida, como exemplo o encontro da placa Norte-americana com a placa

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Euroasitica. A partir desses movimentos so originados os sismos. (TASSINARI, 2000 e

PEREIRA, 2008).

Figura 2- 2Exemplos de movimentao das placas tectnicas

Fonte: Sobiologia (S/D)

A maioria das atividades ssmicas acontece nos limites das placas, pois quando se

encontram h um acmulo de tenses nas bordas. Quando essas tenses chegam ao

limite, superando a resistncia das rochas, elas se rompem formando uma falha

geolgica, que pode ter tamanhos variados, de centmetros at quilmetros, gerando o

terremoto de grandes intensidades (TRINDADE, S/D).

Esses sismos so classificados como terremotos interplacas, como exemplo, o Cinturo

de Fogo do Pacfico situado na Placa do Pacfico, que concentra muitas ocorrncias de

terremotos e erupes vulcnicas e a regio Oeste da Amrica do Sul, onde a placa Sul

Americana e a placa de Nazca se chocam constantemente. H tambm terremotos

intraplacas que so menos frequentes e de menores intensidades, ocorrendo nas pores

mais centrais das placas, como exemplo o Brasil, que est localizado na Placa Sul-

Americana (BRANCO, 2009).

H tambm os sismos intraplacas, ou seja, tremores que ocorrem no interior das placas

tectnicas, que geralmente so de menor magnitude e a ruptura no atinge a superfcie,

como exemplo os tremores que ocorrem no Brasil. Eles so resultado das tenses

sofridas nas bordas das placas ou sismos induzidos (ASSUMPO, 2000).

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Segundo Trindade (S/D), foco ou hipocentro o local onde ocorre o rompimento da

litosfera e a liberao das tenses acumuladas durante a movimentao das placas,

localizadas sempre a quilmetros de profundidade da superfcie da crosta e epicentro o

local sobre a superfcie da placa localizada diretamente acima do foco.

Figura 2- 3Localizao do Hipocentro e Epicentro

Fonte: Sala de Fsica (S/D)

As ondas ssmicas geradas pelos terremotos podem ser classificadas como ondas de

corpo ou volume e ondas superficiais. As ondas de corpo ou volume percorrem o interior

da Terra, podendo ser ondas primrias (ondas P) e ondas secundrias (ondas S), a

velocidade destas ondas varia de acordo com o meio em que se propagam(ASSUMPO, 2000).

As ondas primrias vibram na mesma direo em que se propagam, longitudinalmente,

comprimindo ou dilatando o meio por onde se movem. Deslocam-se com grande

velocidade, sendo as ondas que so captadas nas estaes sismogrficas ou centros de

observao. As ondas secundrias ou cisalhantes, que so cerca de 60% mais lentas que

as primrias, se propagam transversalmente ao solo e apenas em meios slidos.

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Figura 2- 4Propagao das ondas de corpo e ondas de superfcie

Fonte: Sala de Fsica (S/D)

As ondas superficiais ocorrem a partir do epicentro e so de grande intensidade e

durao, ocasionando os piores danos. Elas sofrem interferncia das ondas de corpoprovocando reverberaes. So divididas em ondas de Rayleigh, que so uma mistura

das ondas primrias e secundrias, se movimentam verticalmente; e em ondas Love, que

provocam cisalhamento horizontal placa e so resultantes da sobreposio de ondas

secundrias com vibraes horizontais, sendo mais rpidas que as ondas Rayleigh, com

grande potencial destrutivo (ASSUMPO, 2000).

Figura 2- 5Exemplo de movimentao das ondas superficiais

Fonte: Modificada de Assumpo (2000)

2.1.2 Equipamento e Escalas de Medio

Com base em IGA (2009), os terremotos so medidos atravs do equipamento

denominado Sismgrafo que formado pelo Sismmetro e pelo Registrador, elaborando

um grfico denominado Sismograma. O Sismmetro (Figura 6) um sensor que monitora

qualquer tipo de movimento do solo, induzidos ou naturais.

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O Sismgrafo mede uma importante caracterstica dos abalos ssmicos: a magnitude, que

a energia liberada pelo tremor. Ele possui tambm um relgio para registro da hora

exata do incio das vibraes. Existem vrios tipos de sismgrafos, como os de pndulo,

ativos, passivos, hidrofones, geofones e outros. O Sismgrafo mais utilizado composto

de um pndulo, composto de material magntico que se movimenta sobre um conjunto de

molas. Seu funcionamento descrito abaixo:

o sismmetro acionado por uma onda ssmica ele faz com que o

pndulo de material ferromagntico (im) tenha uma reao contraria ao

movimento da sua caixa. Fixada caixa existe uma bobina envolvida no

pndulo, que produzir uma corrente eltrica gerada pela variao docampo magntico provocada pelo movimento do pndulo. Ou seja, um

sismmetro um instrumento sensor, composto de um transdutor que

transforma vibraes mecnicas em sinais de corrente eltrica,

proporcionais intensidade e a freqncia destas vibraes (IGA, 2009,

p.1).

As ondas paralelas superfcie so captadas quando o pndulo est na posio

horizontal e quando o pndulo est na posio vertical so captadas as ondastransversais superfcie. Com a combinao de pndulos em direes verticais e

horizontais possvel observar a direo das vibraes e quando conectados em rede,

com no mnimo trs aparelhos, observando a diferena do tempo de chegada das ondas

possvel fornecer exatamente o local do hipocentro e do epicentro do terremoto.

Os registradores podem ser analgicos, quando o registro realizado em papel, filmes ou

fita magntica e digitais, quando os registros so armazenados em discos rgidos outransmitidos via satlite, sendo que os mais comuns so os digitais. Esse registro

denominado sismograma e quando as vibraes so grandes, h grandes variaes,

picos no grfico e quando no h movimentos para registro o grfico mantm

praticamente em reta a linha de representao (IGA, 2009).

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Figura 2- 6Exemplo de Sismgrafo e indicao da posio do pndulo em relao ao movimentoda Terra

Fonte: Sala de Fsica (S/D)

Conforme IGA (S/D), para medir os abalos ssmicos so analisadas as magnitudes, que

a energia liberada pelo terremoto e a intensidade que avalia os danos resultantes dos

tremores a partir da percepo das pessoas, como rudos, queda de objetos, prejuzos em

edificaes e na paisagem em geral.

Para a medio da magnitude existem vrias escalas, a mais utilizada a escala Richter,

que foi criada em 1935, pelos sismlogos americanos Charles F. Richter e Beno

Gutenberg. Como foi concebida, no possui limite inferior e superior definido, uma

escala logartmica de base 10, baseada na amplitude das vibraes, que compara os

terremotos entre si. Para cada grau da escala a amplitude dos tremores de dez vezes,

isto , quando um terremoto apresenta magnitude 6 nesta escala, ele tem vibraes dez

vezes menores que um tremor de magnitude 7. Ela baseada nos registros das estaes

sismogrficas (IGA, 2011 e TRINDADE, S/D).

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Figura 2- 7Escala Richter

Fonte: Pereira (2008)

Existem alguns tipos de frmulas para se calcular a magnitude Richter, como a magnitude

regional, Mg, utilizada para sismos pequenos e vlida para distncias entre 200 e 1.500

quilmetros, como no Brasil. Outra forma muito usada a magnitude Ms, utilizada para

tremores registrados a grandes distncias e com profundidade menores de 50

quilmetros. Os maiores registros neste sculo foram no Chile em 1960, chegando a

Ms=8,5 e no Himalaia em 1920 e 1950. Hoje, h tambm a escala Mw, baseada em

processos fsicos observados durante o momento ssmico (ASSUMPO, 2000).

Para a medio da intensidade existem muitas escalas, as mais utilizadas so a escala

Macrosssmica Europia, criada em 1998, e a escala de Mercalli, que j sofreu algumas

modificaes ao longo dos anos, devido s modificaes dos parmetros observados,

hoje se utiliza a escala de Mercalli Modificada que avalia os danos sobre as construes e

os efeitos sobre a populao, porm como h muita variao nas observaes, esta

escala esta sujeita a incertezas. Os danos so mais agravados perto do epicentro. A

escala de Mercalli Modificada varia do grau I at o grau XII (IGA, S/D e TRINDADE, S/D).

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Figura 2- 8Escala de Mercalli Modificada

Fonte: Assumpo (2000)

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2.1.3 Abalos Ssmicos Naturais e Induzidos

Os tremores podem ter causas naturais, como descrito anteriormente pela movimentao

das placas tectnicas, e podem ser induzidos pela ao do homem como, por exemplo,

exploses, explorao de minrios, extrao de guas subterrneas, petrleo ou gs e a

construo de barragens (BRANCO, 2009).

Geralmente a sismicidade induzida possui pequenas magnitudes, com exceo da

construo de barragens e alguns testes nucleares, como o realizado pela URSS em

1961, onde foi detonada uma bomba nuclear de 50 megatonelas gerando um tremor de 7

graus na escala Richter (EBAH, S/D).

O tipo de sismo induzido mais comum o produzido pela construo de barragens, pois a

carga gerada pelo enchimento de gua no reservatrio altera as condies estticas

naturais das rochas, como h uma variao do nvel da gua no reservatrio, ocorre uma

oscilao na presso que a gua exerce, podendo expandir ou criar novas rachaduras

nas rochas. H tambm um aumento da presso nas partculas do solo pela infiltrao da

gua, que tambm se altera de acordo com a oscilao do nvel do reservatrio. Acombinao desses eventos, somados com as foras naturais j existentes induz o sismo.

Pequenos abalos podem ser registrados antes e depois do tremor principal (OBSIS,

2011a e LAYTON, 2009).

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Figura 2- 9Exemplo de formao de sismo induzido pela construo de barragens

Fonte: Obsis (2011a)

A grande dificuldade encontrada a definio das tenses numa determinada regio, no

se sabe se na regio escolhida para construo do reservatrio j existem tenses que

sero potencializadas pelo novo reservatrio (ASSUMPO, 2000).

H registros de oito tremores no mundo todo, causados pela construo de reservatrios

com magnitudes maiores que 5,0 graus na escala Richter. O mais forte ocorreu na ndia

em 1967, com a represa Koyna, com magnitude de 6,5 graus na escala Richter, causando

200 mortes e vrios danos s construes. (GUSPTA, 1992 apudOBSIS, 2011a).

Segundo Layton (2009), o terremoto ocorrido em 2008 na provncia de Sichuan, China,

pode ter sido desencadeado pela represa de Zipingpu, que possui capacidade de

armazenamento superior a um bilho de metros cbicos de gua, a figura a seguirmostra os danos causados pelo tremor.

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Figura 2- 10 - Desastre causado pelo tremor de 2008, na Provncia de Sichuan

Fonte: Layton (2009)

2.1.4 Previso e Monitoramento dos Sismos

Apesar do grande conhecimento da formao dos sismos ainda no existe um mtodo

para se prever a ocorrncia de terremotos. Avaliando as etapas da formao dos

terremotos, seriam possveis duas maneiras para previso: realizar medies diretas das

tenses da crosta e observar os fenmenos que indicam a iminncia de ruptura. A

primeira maneira ainda difcil de ser realizada, pois no h tecnologia para vencer

grandes profundidades e para ter as precises necessrias (ASSUMPO, 2000).

Segundo Dias (2000), existem alguns mtodos para realizar a previso de terremotos,

como, a anlise do histrico de tremores precursores ao sismo principal; a avaliao devariaes da topografia, pois aps alguns sismos h a recuperao topogrfica, e hoje

vrias regies so monitoradas para detectar essas variaes; a observao das lacunas

ssmicas, que so reas ao longo das falhas geolgicas que nos ltimos anos no

sofreram grandes tremores e o monitoramento das modificaes na velocidade das ondas

primrias e nas ondas secundrias, pois dias antes do terremoto principal foi observada

uma diminuio da velocidade dessas ondas, que voltaram ao normal aps o tremor.

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H algumas aes bem sucedidas na previso de sismos como em 4 de fevereiro de

1975, quando os chineses, baseados no histrico de tremores nos dias antecessores,

realizaram a previso do terremoto de magnitude 7,3. Com isso foi possvel planejar a

evacuao de mais de 1 milho de pessoas, porm em 1976 ocorreu um terremoto em

THanskan, que no houve aviso de tremores antecessores.

Hoje, com novas tecnologias possvel mostrar em tempo real o monitoramento de sismo

no mundo todo (http://www.painelglobal.com.br/), so utilizados vrios tipos de

sismgrafos e equipamentos de GPS para observar os deslocamentos causados pelos

tremores. No Brasil h uma rede de monitoramento realizada pelo Observatrio

Sismolgico da Universidade de Braslia, onde so utilizados sismgrafos digitais de altasensibilidade com alta faixa dinmica, podendo captar tremores bem pequenos e muito

grandes. Os dados so coletados e gravados em discos rgidos com grande capacidade

de armazenamento de dados e mais rapidez no acesso s informaes colhidas (OBSIS,

S/Db).

2.2 Principais Ocorrncias de Abalos Ssmicos no mundo e no Brasil

Quando um sismo de grande magnitude acontece, bastam alguns segundos para quase

toda a populao do planeta ficar sabendo e se comover com a catstrofe por ele

provocada, a ateno do mundo inteiro se volta para tal, porm em pocas anteriores, as

informaes eram poucas e retidas nos locais dos acontecimentos.

A China uma das civilizaes mais antigas, pas mais populoso do planeta tambm o

pas que mais sofreu perdas de vidas humanas com sismos, foram eles que criaram o

primeiro sismgrafo e o primeiro a catalogar terremotos (OBSIS, 2011c).

Conforme Serra (2003), as ocorrncias ssmicas sempre representaram para a

humanidade causa de grandes perdas vidas e prejuzos financeiros, despertando tambm

curiosidade, portanto, no estranho que esses acontecimentos e os seus efeitos,

fossem detalhados com muita comoo.

http://www.painelglobal.com.br/http://www.painelglobal.com.br/

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2.2.1 Abalos Ssmicos no Mundo

Antes do desenvolver da instrumentao ssmica era registrada somente a data e hora da

ocorrncia e alguns efeitos nos locais da ocorrncia. Com o aperfeioamento dos

instrumentos de medida dos movimentos ssmicos, a partir da dcada de 40 do sculo 20,

os instrumentos que inicialmente eram limitados aos movimentos superficiais foram

evoluindo e se espalhando por todas as regies com atividade ssmica. Com essa

evoluo as informaes recolhidas passaram a ser um conjunto de registros

homogneos, contendo para cada atividade ssmica ocorrida, pelo menos, a informao

sobre a data, a localizao do epicentro, uma estimativa da magnitude e/ou da

intensidade macrossmica epicentral constituindo um catlogo ssmico mais completo

facilitando a caracterizao estatstica da sismicidade.

Existem vrios catlogos disponveis na internet. A tabela a seguir relaciona os sismos

que mais causaram morte humana, apesar de verificar-se que a sia amplamente

assolada por tais catstrofes, esses eventos no esto restritos a esse continente. Certo

que onde h pessoas h vitimas.

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Tabela 2- 1 - Terremotos mais destrutivos da histria

Data Local N Mortos Graus Comentrios23/jan/1556 Shansi, China 830 mil 8 Abalo ssmico mais letal de todos os tempos

27/jul/1976 Tangshan, China 255 mil 7.8Oficialmente 255 mil mortos, mas estima-se

que 655 mil pessoas morreram09/ago/1138 Alepo, Sria 230 mil N/D

26/dez/2004Costa oeste de

Sumatra227 mil 9.0

Maior desastre da era moderna. Ondasgigantes devastaram mais de 12 pases

12/jan/2010Porto Prncipe,

Haiti223 mil 7

Ainda hoje a cidade est tentando serecuperar da devastao

22/mai/1927Prximo Xining,

China200 mil 7.9 Causou grandes fraturas

22/dez/0856 Dangan, Ir 200 mil16/dez/1920 Gansu, China 200 mil 8.6 Grandes fraturas e deslizamentos23/mar/0893 Ardabil, Ir 150 mil

01/set/1923 Kanto, Japo 143 mil 7.9Aps o terremoto, tsunamis e incndios

devastaram a cidade de Tquio

05/out/1948 Ashgabat,Turkmenisto

110 mil 7.3

set/1290 Chiili, China 100 mil

28/dez/1908 Messina, Itlia70 a 100

mil7.2 Grandes tremores e tsunamis

12/mai/2008Leste de

Sichuan, China88 mil 7.9

08/out/2005 Paquisto 86 mil 7.6

nov/1667Shemakha,Caucasia

80 mil

18/nov/1727 Tabriz, Ir 80 mil01/nov/1755 Lisboa, Portugal 70 mil Gigantesco maremoto destrui Lisboa25/dez/1932 Gansi, China 70 mil 7.631/mai/1970 Peru 66 mil 7.9 Muitas enchentes e soterramentos

1268Silcia, sia

Menor60 mil

11/jan/1693 Siclia, Itlia 60 mil

30/mai/1935Quetta,

Paquisto30 a 60 mil 7.5

A cidade de Quetta foi completamentedestruda

04/fev/1783 Calbria. Itlia 50 mil20/jun/1990 Ir 50 mil 7.7

26/12/2003 Bam, Ir 31 mil 6.5A Cidade histria de Bam foi completamente

destruda

11/mar/2011 Nordeste doJapo

10 a 15mil 9.0Terremoto seguido de Tsunami, agravado

por problema na Usina Nuclear deFukushima Daiichi

Fonte: Modificada de Apolo 11 - 1 (2011) e Estado (2011)

Conforme divulgado pelo UOL (2011), quanto magnitude pode-se colocar uma

classificao da seguinte forma considerando os terremotos da era instrumental:

1. Magnitude 9.5 - Chile, 1960

2. Magnitude 9.2Alaska, 1964

3. Magnitude 9.1 - Sumatra (Indonsia), 2004

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4. Magnitude 9.0 - Japo, 2011

5. Magnitude 9.0 - Rssia, 1952

6. Magnitude 8.8 - Chile, 2010

7. Magnitude 8.8 - Equador, 1906

8. Magnitude 8.7 - Alaska (EUA), 1965

9. Magnitude 8.7 - Sumatra (Indonsia), 2005

10. Magnitude 8.6 - Tibete (China), 1950

Figura 2- 11 - Mapa dos maiores terremotos

Fonte: Apolo 111 (2011)

2.2.1.1 O terremoto de Lisboa

Segundo Carvalho (2006), em um dia de feriado religioso (Dia de Todos os Santos), 01 de

novembro de 1755, logo pela manh, com grande parte da populao nas igrejas de

Lisboa, acontece um dos terremotos mais fortes e destrutivos da Europa. Grande parte

dos sobreviventes procurou abrigo na plancie s margens do Rio Tejo, onde puderam

observar navios destrudos e o recuo das guas, seguindo ento a segunda parte da

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catstrofe, com um gigantesco Tsunami, de ondas de dez a vinte metros, seguido ainda

de grande incndio, originado pelo fogo das casas e pelas velas das igrejas iluminadas.

Como a populao havia fugido no havia quem apagasse o incndio que durou cerca de

5 dias. Houve grande nmero de mortos em Lisboa e em outras regies como o Algarve,

o noroeste da frica e o sudoeste da Espanha.

Segundo Pacca (2011), Portugal era um pas religioso e a maior parte da populao

interpretava esses acontecimentos como um castigo divino. Vrios intelectuais discutiram

o assunto. No ano seguinte, Kant publicou vrios ensaios sobre o terremoto de Lisboa em

que se apegava ainda s idias de Aristteles sobre canais no interior da Terra.

Divulgando a idia que sob nossos ps h cavidades e galerias estendendo-se por todaparte, contendo fogo brilhante que, com pequeno estmulo, pode lanar-se e agitar-se ou

mesmo fender a terra. A principal fonte de renda de Portugal era o ouro e pedras

preciosas do Brasil. O monarca D. Jos no sabia o que fazer, diante da catstrofe e foi

socorrido pelo Secretrio de Estado Sebastio Jos de Carvalho e Melo futuro Marqus

de Pombal. Com apoio do Rei, Pombal assumiu e controlou a situao, definindo como

prioridade enterrar os mortos e socorrer os vivos imediatamente tomou as seguintes

providencias:

Instalao de posto de distribuio dos mantimentos encontrados nos escombros e o

que chegava de fora;

Deslocamento de regimentos militares de vrias regies do pas para Lisboa;

Formao de equipes para encontrar e remover os mortos;

Instituiu uma junta judicial de emergncia para processo verbal e sumrio de

saqueadores, especuladores e outros contraventores por decreto; Construo de abrigos provisrios com as lonas das velas dos navios e toda a

madeira disponvel, para os desabrigados, que chegavam a 2/3 da populao;

Providncia para a reconstruo de Lisboa, que hoje considerada grande obra do

Marqus de Pombal.

Ainda de acordo com Pacca (2011), o terremoto de 1755, foi muito discutido e

documentado com vrios relatos estabelecendo os fundamentos da Sismologia. Pombal

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enviou questionrio sobre o sismo s parquias, com perguntas muito objetivas e que se

aproximam do que se perguntaria hoje para definir a intensidade de um sismo. Parte

destes questionrios foi descoberta no sculo XX e tem sido utilizada para vrios estudos

do sismo.

Figura 2- 12 - Inqurito do Marques de Pombal

Fonte: Pacca (2011)

Na reconstruo de Lisboa, houve estudos para projetos de estruturas que resistissem

aos sismos, que talvez tenham sido os primeiros trabalhos de Engenharia Ssmica

(Pacca, 2011).

De acordo com Mides (S/D), coube ao Marqus de Pombal impor prazos, mtodos de

trabalho e coordenao para restabelecer o dia-a-dia citadino de Lisboa e tentar explicar o

sismo cientificamente e de forma racional, abandonando crenas e mitos alimentadospelas diversas religies.

2.2.1.2 Terremoto de ValdviaChile

O maior terremoto registrado na Histria mundial de 9,5 graus na escala de Richter,

ocorrido em 1960 na cidade de Valdvia, no sul do pas. A catstrofe teve 1655 mortos,

numero bem menor do que a previso inicial de 5700, (devido a ocorrncia ter sido no

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meio da tarde), foi acompanhada de um tsunami que chegou s costas do Hava, onde 61

pessoas morreram afogadas. As ondas chegaram s Filipinas, provocando a morte de 32

pessoas. Esse terremoto foi seguido de 4 outros com magnitude superior a 7,0 graus.

Causou uma zona de ruptura de 1000 km de extenso de Lebu para Puerto Aisen.

(USGS, S/D)

Figura 2- 13 - Abertura do solo

Fonte: Angelfire (S/D)

Figura 2- 14- Casas destrudas e Valdivia

Fonte: Angelfire (S/D)

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Figura 2- 15- Ponte Pichoy

Fonte: Angelfire (S/D)

2.2.2 Abalos Ssmicos no Brasil

Conforme Corra (2010), por um grande perodo, achava-se que o Brasil estivesse isento

dos terremotos por estar situado em uma zona passiva, ou seja, no se encontrar sobre

as bordas de uma placa-tectnica, local onde mais propcio para a ocorrncia de

terremotos. Com o avano da tecnologia sabemos que os terremotos ocorrem tambm

em regies denominadas passivas, como o caso brasileiro, situado no interior da Placa

Sul-Americana. Porm, os tremores ssmicos so mais suaves, menos intensos e

dificilmente de grande magnitude nessas regies.

A ocorrncia dos terremotos no Brasil originada do movimento dos blocos em zonas de

falhas devido ao desgaste da placa tectnica ou so reflexos de terremotos que

apresentam seu epicentro em outros pases da Amrica Latina. Os abalos ssmicos

ocorridos no Brasil so distintos dos terremotos que ocorrem em outros locais do mundo,

em especial os que se encontram na zona denominada cinturo de fogo, como porexemplo, o Japo, o Chile, o Peru e outros pases, onde ocorre o encontro de duas ou

mais placas tectnicas, e as falhas existentes entre estas placas so, normalmente, os

locais mais propcios para ocorrer os terremotos de grande magnitude. Embora as

atividades ssmicas, no Brasil, sejam raras e bem menos intensas no deixam de serem

significativas e no devem ser desprezadas, pois em nosso pas j houve vrios tremores

com magnitude acima de 5,0 na Escala Richter, indicando que o risco ssmico no pode

ser simplesmente ignorado (CORRA, 2010).

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A grande parte dos sismos brasileiros e de pequena magnitude (4.5).

Comumente, eles ocorrem baixa profundidade (30 km) e, por isso, so

sentidos ate poucos quilmetros do epicentro. Este , quase sempre, opadro de sismicidade esperado para regies de interior de placas. No

entanto, a histria tem mostrado que, mesmo nestas regies tranqilas,

podem acontecer grandes terremotos. O leste dos Estados Unidos, com

nvel de atividade ssmica equivalente do Brasil, foi surpreendido, no

sculo passado, pela ocorrncia de super-terremotos com magnitudes em

torno de 8.0.

preciso investigar regies intra-placas com maior detalhe em nvel global.

Pouco se sabe, ainda, sobre o estado de esforos nestas reas.

Considerando que nelas, so mais longos os perodos de recorrncia de

grandes terremotos, as regies intra- placas se tornam, tambm, reas

potencialmente perigosas para sismos catastrficos (PEREIRA, 2008, pg.

23/24).

Conforme artigo publicado pelo Mundo Educao (S/D), toda discusso acerca da

imunidade do Brasil em relao ocorrncia de terremotos foi derrubada pelo pro fessor

Allaoua Saadi. Atravs do Departamento de Geografia do Instituto de Geocincia, liderado

por Allaoua Saadi foram encontradas 48 falhas geolgicas em toda extenso do territrio

brasileiro. So nessas falhas que desenvolvem os terremotos, por meio do movimento

das placas tectnicas. As falhas se formaram h milhes de anos em um longo processo

geolgico. As placas atuais so resultados da juno de placas, uma sobreposta a outra,

e muitas vezes a acomodao no realiza um perfeito encaixe, com isso h a formao

de trincas, lacunas, rachaduras e falhas, e quando h ruptura resulta em terremotos.

Como foi expresso no texto, no h como prever a ocorrncia de terremotos, embora haja

maneiras de identificar lugares propcios ao desenvolvimento de tal fenmeno.

Diante dessa pesquisa, Saadi afirmou que a concentrao maior das falhas est presente

no Nordeste e Sudeste. Apesar das novidades oriundas desse estudo, ainda se tem

informaes superficiais, uma vez que foram identificadas somente as grandes falhas e

existem ainda inmeras outras pequenas fissuras.

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Para a consolidao desse trabalho, Saadi utilizou vrios recursos, dentre os principais

esto: anlise de mapas topogrficos e geolgicos, imagens de satlites e radar, alm de

livros e pesquisas sobre o assunto. O pesquisador em questo relatou que existe a

possibilidade de acontecer terremotos, porm com menor frequncia e intensidade em

relao a outros lugares do globo (MUNDO EDUCAO, S/D).

Figura 2- 16 - Falhas geolgicas no Brasil

Fonte: APOLO 112 (2011)

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Conforme UNB (2011), vrios relatos histricos de sismos sentidos em diferentes pontos

do Brasil, como o do Cear (5.2 na escala Richter) e a atividade deJoo Cmara,RN (5.1

na escala Richter) prova que os sismos podem trazer danos materiais, ocasionar

transtornos populao e chegar, em alguns casos, a levar pnico incontrolvel s

pessoas.

Os tremores de intensidade mais alta como o de Mato Grosso (6.6 na escala Richter),

litoral do Esprito Santo (6.3 na escala Richter) e Amazonas (5.5 na escala Richter)

ocorreram em reas desabitadas. No possvel prever os tremores nem a sua

localizao, mas possvel afirma que se ocorrer um sismo com as intensidades acima

em uma cidade com grande densidade demogrfica ter um grande numero de vitimasfatais.

De acordo com artigo divulgado por Martinez (2007), o vilarejo rural de Carabas, em

Itacarambi, Minas Gerais, entrou para a histria do Brasil no dia 9 de dezembro de 2007.

Um terremoto provocou o desabamento de uma parede matando a menina Jesiane

Oliveira da Silva, de cinco anos.

O tremor de Itacarambi teve intensidade de 4,9 graus na escala Richter e, alm de bito,deixou cinco feridos e vrias casas destrudas (MARTINEZ, 2007).

http://vsites.unb.br/ig/sis/jc.htmhttp://vsites.unb.br/ig/sis/jc.htm

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Figura 2- 17Mapa Indicativo dos Tremores Ocorridos no Brasil

Fonte: UNB (2011)

Este mapa contm dados sobre tremores de terra, com magnitude 3.0 oumais, ocorridos no Brasil, desde a poca da colonizao, at 1996. As

informaes mais antigas, indicadas por tringulos, so chamadas

histricas, e foram obtidas aps um longo e minucioso trabalho de

pesquisa em bibliotecas, livros, dirios e jornais. O livro Sismicidade do

Brasil de J.Berrocal et all,1984, contm detalhes destas informaes.

Os dados epicentrais, indicados por crculos, so relativamente mais novos

e foram obtidos por equipamentos sismogrficos(UNB, 2011).

2.2.2.1 O caso Joo CmaraNatalRN

De acordo com a UNB (2011), o sismo deste municpio, em 1986, foi a melhor

documentada e estudada atividade ssmica j ocorrida no Brasil. O primeiro evento, foi

registrado em Braslia, em 21/08/86 e alcanou magnitude 4,3. No ms seguinte (03 e

05/09/86), dois eventos com magnitudes 4,3 e 4,4, tambm sentidos, provocaram

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pequenos danos e foram acompanhados por vrias outras rplicas. Nas semanas

posteriores a sismicidade decresceu, mas, no dia 30/11/86, as 05h 19min 48 s (Hora

Local), aconteceu o principal tremor de toda a srie, com magnitude 5.1. Ele foi seguido

por centenas de rplicas, quatro delas com magnitude maior ou igual a 4.0. Danos

significativos ocorreram tanto na rea urbana como na rural fazendo com que grande

parte da populao abandonasse a cidade.

O Presidente da Repblica visitou a rea atingida que ficou com 4.000 casas destrudas

ou danificadas, sendo que 500 delas foram reconstrudas adotando certas normas

antisssmicas, desenvolvidas pelo Batalho de Engenharia do Exrcito. Esse evento um

exemplo de que o Brasil no est imune aos terremotos. Eventualmente, atividadessimilares podero ocorrer em outras cidades brasileiras (UNB, 2011).

Figura 2- 18 - Danos na rea urbana de Joo Cmara

Fonte: UNB (2011)

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Figura 2- 19 - Danos na rea urbana de Joo Cmara

Fonte: UNB (2011)

2.3 Conceitos Tcnicos em Relao s Estruturas e as foras ssmicas

Para a elaborao de projeto de estruturas em concreto armado, relevante considerar

as normas que regem as diretrizes de dimensionamentos e as suas consideraes

referentes aos estados limites ltimos e de servio, devendo ainda considerar os

princpios de carregamentos e de combinaes de cargas.

De acordo com Lima e Santos (2008), a anlise das estruturas submetidas a efeitos

ssmicos devem ser elaboradas por meio da anlise dinmica, devendo considerar a

norma brasileira pertinente ao assunto de sismicidade nas estruturas, Norma NBR 15421

(ABNT, 2006).

importante, ainda, o conhecimentos de algumas normas internacionais pertinentes a

sismicidade nas estruturas para conhecimento das diferenas e de informaes que

podem agregar conhecimento nos dimensionamentos das estruturas.

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2.3.1 Estados Limites

Conforme a NBR 6118 (ABNT, 2003), deve ser considerado no dimensionamento de

estrutura em concreto armado dois estados limites:

Estados limites ltimos (ELU);

Estados limites de servio (ELS).

A estrutura em concreto armado atingir os estados limites se no satisfazer as condies

de segurana, durabilidade e funcionalidade (CAMACHO, 2005).

A NBR 6118 (ABNT, 2003), define que os estados limites ltimos, ou de runas, esto

relacionados ao colapso que ocasiona a interrupo da utilizao da estrutura, sendo que

a estabilidade das estruturas de concreto deve sempre ser analisada em relao aos

estados limites ltimo da perda do equilbrio da estrutura, esgotamento da capacidade

resistente da estrutura, solicitaes dinmicas e colapso progressivo.

considerado os coeficientes de ponderaes (ces) para a anlise das resistncias

no estado limite ltimo, conforme abaixo:

Tabela 2- 2 - Coeficientes de ponderao no ELU

Combinaes Concreto c Ao s

Normais 1,4 1,15

Especiais ou de construo 1,2 1,15

Excepcionais 1,2 1,0

Fonte: NBR 6118 (ABNT, 2003)

Segundo a NBR 6118 (ABNT, 2003), os estados limites de servio, ou de utilizao,

possuem relao direta com a estabilidade e a esttica das estruturas das edificaes,

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com o conforto e com a correta utilizao funcional na ocupao das reas pelos usurios

e na alocao de mquinas e equipamentos.

Pode ser considerado m= 1 para os coeficientes de ponderao no estado limite de

servio.

2.3.2 Combinaes de cargas

Conforme a NBR 8681 (ABNT, 2003), a combinao das aes se dividem em trs

categorias:

a) aes permanentes;

b) aes variveis;

c) aes excepcionais.

As aes permanentes so classificadas como diretas, constantes durante a vida til da

edificao, e indiretas, variveis durante o perodo analisado.

As aes variveis so classificadas em diretas, indiretas e dinmicas. As aes variveis

diretas so compostas por cargas acidentais previsveis na fase de projeto e pela ao de

chuva e vento, as indiretas esto relacionadas a variaes de temperatura e as dinmicas

so causadas por choques ou vibraes.

Caracterizadas por perodo de durao curto, as aes excepcionais so oriundas da

ocorrncia de exploses, choques de veculos ou avies, incndios, enchentes ou sismos

excepcionais.

O aumento das aes permanentes e variveis originadas por alteraes na condio de

utilizao da edificao uma situao que torna a estrutura vulnervel a sismicidade

(OPCM, 2003, apud PENA, 2008).

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Segundo a NBR 6120 (ABNT, 1980), devem ser consideradas as cargas classificadas

como cargas permanentes e acidentais no dimensionamento de estruturas de concreto

armado.

O peso prprio do elemento estrutural e as cargas provenientes dos elementos

considerados imveis na edificao ao longo da vida til da estrutura caracterizam as

cargas permanentes esto relacionadas a.

As cargas acidentais so originadas pela utilizao da edificao, como exemplo pode ser

citado pessoas e mobilirios.

Os valores das cargas de materiais utilizados nas construes da edificao e as cargas

de utilizao podem ser adotados conforme valores tabelados na NBR 6120 (ABNT,

1980).

2.3.3 Dimensionamento das cargas nas estruturas

De acordo com a NBR 8681 (ABNT, 2003), ao longo da vida til da estrutura das

edificaes, podem ocorrem os carregamentos classificados em normal, especial e

excepcional.

Os carregamentos normais so os previsveis na fase de elaborao do projeto de

estrutura, sendo que deve ser analisado em relao ao estado limite ltimo e de servio e

o seu perodo de atuao equivalente ao perodo de referncia da estrutura projetada.

Os carregamentos especiais so originados pela ocorrncia de aes variveis e

caracterizados pelo pequeno perodo de atuao na estrutura, sendo analisados somente

em relao aos estados limites ltimos.

Os carregamentos excepcionais so em geral considerados em determinadas edificaes.

Seus perodos de atuao na estrutura so consideravelmente pequenos e so

analisados apenas nos estados limites ltimos.

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De acordo com Lima e Santos (2008), os carregamentos excepcionais podem ser

caracterizados em harmnico, peridico, transiente ou impulsivo, de acordo com a

atuao de variao no tempo:

Harmnico: ocasionado por turbinas, geradores e bombas centrfugas, apresenta

variao no tempo pela funo seno (ou co-seno);

Peridico: ocasionado por mquinas rotativas em operao, caracterizado por

repeties ao longo do tempo;

Transiente: caracterizado por variaes sem periodicidade, arbitrria ao longo do

tempo, caracterstico de ao de vento e terremoto;

Impulsivo: pode ser considerada como transiente, o perodo de durao muito curto.

2.3.4 Anlise dinmica

De acordo com Lima e Santos (2008), a anlise dinmica, utilizada para anlise ssmica

de estruturas, pode ser por meio de espectro de resposta e histrico no tempo.

de suma importncia considerar os espectros de respostas na analise ssmica para

anlise da acelerao da base, pois os abalos ssmicos produzem aceleraes diretas

sobre as estruturas.

O espectro de resposta um grfico que apresenta apenas a resposta mxima em termos

de deslocamentos, velocidades e acelerao em funo do tempo. No entanto, no

possvel obter o tempo da resposta mxima (LIMA e SANTOS, 2008).

De acordo com Sampaio e Martins (2006), o valor obtido no espectro de resposta

representa o maior valor obtido graficamente para um oscilador submetido ao evento

ssmico.

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Figura 2- 20Espectros de resposta: (a) deslocamentos; (b) velocidades e (c) acelerao em funodo tempo.

Fonte: Estvo (2011)

Em geral, a anlise ssmica nas estruturas tem como objetivo conhecer os valores

mximos que a mesma est submetida, e no conhecer a evoluo da resposta ao longo

do tempo. Logo, aplica-se o espectro de resposta na anlise dinmica (GUERREIRO,

1999).

Para determinado local e caracterstica do sismo se tem um espectro de resposta

especfico, logo, existe para aes ssmicas ocorridas em local de interesse o espectro de

projeto, determinado estatisticamente, que se aplica em todas as direes ortogonais

observadas, quando for aplicado verticalmente, suas ordenadas correspondero a 50%

da direo horizontal (LIMA e SANTOS, 2008).

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De acordo com a NBR 15421 (ABNT, 2006), a classe do terreno e a acelerao ssmica

horizontal determinam o espectro de resposta de projeto. considerado o fator de

correo ao espectro de resposta de projeto para determinadas situaes.

Tabela 2- 3 - Fatores de correo de espectro de resposta de projeto

Classe doterreno

Ca Cvag 0,10g ag= 0,15g ag 0,10g ag= 0,15g

A 0,8 0,8 0,8 0,8B 1,0 1,0 1,0 1,0C 1,2 1,2 1,7 1,7D 1,6 1,5 2,4 2,2

E 2,5 2,1 3,5 3,4Fonte: NBR 15421 (ABNT, 2006)

Na anlise com histrico de aceleraes no tempo, verificado um prottipo estrutural

submetido a movimentos de acelerao na base, sendo que deve haver compatibilidade

com os espectros de projeto adotado (LIMA e SANTOS, 2008).

Figura 2- 21Acelerogramas com variao no tempo para dois tipos de sismo

Fonte: Martins (2010)

De acordo com a NBR 15421 (ABNT, 2006), considerado na anlise com histrico de

aceleraes no tempo a estrutura submetida simultaneamente a um conjunto de

acelerogramas nas direes ortogonais.

Para se obter a resposta de um acelerograma, existem procedimentos para anlise

elstica e no-elstica(CLOUGH, 1975, apud CORBANI, 2006).

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Pode ser considerado para registros os eventos reais ou elaborados artificialmente,

adotando-se no mnimo trs conjuntos de acelerogramas (LIMA e SANTOS, 2008).

De acordo com Estvo (1998), para a anlise dos efeitos ssmicos necessrio a

elaborao de um banco de dados com informaes histricas de eventos ssmicos na

regio em anlise, como data do evento, intensidade epicentral, intensidades locais,

curvas de iguais intensidades, magnitude, localizao do epicentro, profundidade de

foco, registros instrumentais e informaes sismotectnica.

Para se obter uma simulao coerente de um acelerograma de terremoto, o nmero de

funes harmnicas est entre a sexta ou stima frequncia ressonante (CORBANI,2006).

De acordo Espezua (2009), o tremor do solo durante o evento ssmico definido pela

variao da acelerao no tempo.

O histrico de variao no tempo justificado para os perodos da estrutura analisado,

sendo que a mesma se altera de pequenos passos at atingir taxa fixa de amortecimento(CORBANI, 2006).

Segundo a NBR 15421 (ABNT, 2006) os resultados justificam a envoltria dos efeitos

estruturais mximos dos conjuntos de acelerogramas analisados.

2.3.5 Categoria ssmica e direo das foras

O zoneamento ssmico caracteriza os eventos ssmicos em regies, sendo possvel

classificar em trs grupos: zoneamento da sismicidade, zoneamento do movimento do

solo e zoneamento de danos (ESTVO, 1998).

Segundo a NBR 15421 (ABNT, 2006), o Brasil classificado em cinco zonas ssmicas

com relao a acelerao ssmica horizontal.

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Figura 2- 22Zoneamento ssmico do Brasil

Fonte: Santos e Lima (2006)

O zoneamento ssmico caracteriza a ocorrncia de eventos ssmicos, magnitudes e

energia libertada, distribuindo-a geograficamente (ESTVO, 1998).

De acordo com Lima e Santos (2008), o territrio brasileiro na sua grande maioria

classificado como zona ssmica 0, exceto a parte oeste das Regies Centro-Oeste e

Norte, prximas da placa tectnica situada no Pacfico e Cordilheira dos Andes, e parte da

Regio Nordeste, prxima da sismicidade da Crista Central do Atlntico.

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De acordo com a NBR 15421 (ABNT, 2006), a definio dos sistemas estruturais a ser

utilizado, os critrios de anlise ssmica e as irregularidades aceitveis so adotadas

conforme as categorias ssmica, sendo funo da zona ssmica.

Tabela 2- 4 - Categorias ssmicas

Zona ssmica Categoria ssmica

Zonas 0 e 1 A

Zona 2 B

Zonas 3 e 4 C

Fonte: NBR 15421 (ABNT, 2006)

De acordo com Souza e Lima (2008), as estruturas denominadas zona ssmica 0 no

necessitam apresentar nenhuma resistncia ssmica, j as classificadas como 1 devem

atender resistncia de cargas aplicadas horizontalmente.

Quanto s estruturas localizadas nas zonas ssmicas classificadas em 2, 3 e 4, o perodo

avaliado dever ser menor ou igual ao Cup (Coeficiente de limitao do perodo).

Tabela 2- 5 - Coeficiente de limitao do perodo

Zona ssmica Cup

Zona 2 1,7

Zona 3 1,6

Zona 4 1,5

Fonte: NBR 15421 (ABNT, 2006)

Segundo a NBR 15421 (ABNT, 2006) a classificao dos componentes no-estruturais

deve ser de acordo com a categoria ssmica, sendo considervel a aplicao de um fator

de importncia de acordo com a funcionalidade de preservao da vida humana,

potencialidade txica prejudiciais ao meio ambiente.

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A direo da fora ssmica a ser considerada no sistema sismo-resistente aquela que

apresenta a condio mais crtica na estrutura e pode ser considerado que esta

submetida a foras ssmicas em cada direo ortogonal isoladamente (LIMA e SANTOS,

2008).

Segundo a NBR 15421 (ABNT, 2006) relevante adotar a rigidez dos elementos verticais

e diagramas no modelo das foras ssmicas horizontais, sendo considervel definir o

momento de toro inerente (Mt) dos pisos complementado pelo momento torsional

acidental (Mta).

relevante ressaltar que os pases localizados no continente sul americano esto, em

geral, bem mais desenvolvidos que o Brasil no que diz respeito a anlise ssmica, pois de

acordo com Falconi (2003, apud SANTOS e LIMA, 2006) antes da norma brasileira ser

oficializada j havia estudo a respeito das normas dos pases sul americanos.

Conforme prxima figura, apresentado o zoneamento ssmico da Amrica do Sul.

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Figura 2- 23Sismicidade da Amrica do Sul

Fonte: Santos e Lima (2006)

2.3.6 Aspectos importantes da NBR 15421Projeto de estruturas resistentes asismoProcedimento

De acordo com Lima e Santos (2008) no Brasil era indisponvel a normalizao anti-sismo

para a estrutura das edificaes. A primeira a ser oficializada foi a NBR 15421 Norma

Brasileira de Estruturas Resistentes a Sismos. No entanto, alm desta norma, outras

esto sendo desenvolvidas pela Associao Brasileira de Normas Tcnicas (ABNT).

A NBR 15421 (ABNT, 2006) define os princpios para avaliao da estabilidade das

estruturas das edificaes resistentes as aes ssmicas.

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De acordo com a referida Norma, o territrio brasileiro classificado em cinco categorias

ssmicas, sendo que para cada categoria ssmica definido o requisito de anlise. Em

funo das categorias ssmicas, definidos os requisitos dos sistemas estruturais

adequados e as irregularidades aceitveis.

Quanto aos procedimentos de anlise ssmica, a NBR 15421 (ABNT, 2006) orienta que

pode ser utilizado o processo simplificado, mtodo das foras horizontais equivalentes,

para as categorias classificadas em B e C, no entanto, todas as categorias ssmicas

podem ser analisadas utilizando processos mais rigorosos como a anlise por espectro de

resposta e histrico de aceleraes no tempo.

A Norma determina os requisitos mnimos para a resistncia ssmica dos componentes

no estruturais dos prdios em funo da categoria ssmica e do fator de importncia.

2.3.7 Normas internacionais

2.3.7.1 Peru

A norma tcnica peruana (SENCICO, 2003) pertinente a sismo-resistncia nas

edificaes, divide o pas de Peru em trs zonas ssmica, 1, 2 e 3, em funo das

caractersticas gerais das movimentaes ssmicas e da distncia do epicentro. Orienta a

necessidade de se elaborar estudos denominados de micro-zonificao dos eventos

ssmicos e anlise de stio, conforme regio analisada.

A norma define que as edificaes e suas particularidades devem ser projetadas com

requisitos que a tornem resistentes aos esforos ssmicos, no sendo necessrio

considerar os efeitos simultneo de vento e sismo.

A norma denomina as edificaes em diversas categorias, conforme a utilizao, e adota

um coeficiente de uso e importncia.

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As estruturas so classificadas em regulares e irregulares, possibilitando determinar o

procedimento adequado de anlise e adoo do valor apropriado do fator de reduo da

fora ssmica.

Considera que seja elaborada anlise esttica, representada pela aplicao de foras

ssmicas nos diversos pavimentos da edificao, e anlise dinmica pelo espectro de

resposta ou por anlise de histrico com aceleraes no tempo. Para as estruturas de

edificaes convencionais considerada a combinao espectral e nas especiais a

anlise com histrico de aceleraes no tempo.

Quanto s estruturas danificadas por efeito ssmico, estas devem ser analisadas deacordo com estudo prvio da edificao e da regio e reforadas de modo que possuam

capacidade para resistir a novos eventos ssmicos, no quando no for possvel, esta

dever ser demolida. Devero ser considerada rigidez, resistncia e ductibilidade no

dimensionamento de projetos de reparo.

No dimensionamento de edificaes com rea superior a 10.000m, o proprietrio dever

providenciar a instrumentao para registros acelerogrficos.

2.3.7.2 Europa

A norma europia Eurocode 8 (Projeto de estruturas para resistncia aos sismos),

dividida em 6 partes, sendo que a Parte 1 (CEN, 2003) apresenta as aes ssmicas e as

condies aplicadas concepo e construo de edifcios civis e obras de engenharia

em regies com sismicidade, a 2 parte (CEN, 2003a) determina os critrios para a

construo de pontes em regies com sismicidade, a Parte 3 (CEN, 2003b) define os

reforos e reparaes de edifcios, a 4 parte (CEN, 2003c) se refere a sismicidade em

silos, tanques e dutos, a Parte 5 (CEN, 2003d) apresenta as condies para sismo em

fundaes, estruturas de conteno e aspectos geotcnicos e a Parte 6 (CEN, 2003e)

estabelece os critrios para as torres, mastro e chamins.

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2.3.7.2.1 Parte 1 (CEN, 2003): Regras gerais, aes ssmicas e regras para edifciosaplicada concepo e construo de edifcios civis e obras de engenharia emregies ssmicas.

Contm disposies que devem ser observados para a concepo de edifcios e obras de

engenharia civil em regies com sismicidade, incluindo os requisitos bsicos de

desempenho e critrios de conformeidade aplicveis, e define as regras para a

representao das aes ssmicas e sua combinao com outras aes.

subdividido em 10 seces, algumas das quais so especificamente dedicados para o

projeto de edifcios.

Determina as regras gerais de projetos pertinentes especificamente aos edifcios,

contendo regras especficas para vrias estruturais, materiais e elementos, pertinentes

especificamente aos edifcios de concreto, edifcios de ao, edifcios compostos de ao e

concreto, edifcios de madeira, edifcios de alvenaria estrutural e os requisitos de

concepo e de segurana relacionadas ao isolamento de base dos edifcios.

Estruturas especiais, tais como centrais nucleares, estruturas offshore e grandes

barragens, esto fora do escopo desta norma.

2.3.7.2.2 Parte 2 (CEN, 2003a): Pontes

Esta parte da Norma contm os requisitos de desempenho particular e critrios de

cumpr