Comparativo EN 1998 vs Norma Sismica Chilena
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Vs,30 Velocidade de propagao das ondas de corte
NSPT Nmero de pancadas resultantes do ensaio de penetrao dinmica
Cu Resistncia no drenada ao corte
Vs,30 Velocidade de propagao das ondas de corte
RQD Rock Quality Designation de acordo com ASTM D6032
qu Resistncia compresso simples do solo
qu Deformao Unitria ao atingir a resistncia mxima no ensaio de compresso simples
N1 Nmero de pancadas resultantes do ensaio de penetrao dinmica
Cu Resistncia no drenada ao corte
TIPOS DE SOLO : EN 1998-1: 2010 : QUADRO 3.1
Tipo Terreno
Descrio do Perfil Estratigrfico Parmetros
Vs,30 (m/s)
NSPT (pancadas/30cm)
Cu (kPa)
A Rocha ou outra formao geolgica de tipo rochoso, que inclua, no mximo, 5m de matria mais fraco superfcie.
> 800 - -
B Depsitos de areia muito compacta, de seixo (cascalho ou de argila muito rija, com uma espessura de, pelo menos, vrias dezenas de metros, caracterizados por um aumento gradual das propriedades mecnicas com a profundidade
360 - 800 > 50 > 250
C Depsitos profundos e areia compacta ou mediamente compacta, de seixo (cascalho) ou de argila rija com uma espessura entre vrias dezenas e muitas centenas de metros
180 - 360 15 - 50 70 - 250
D Depsito de solos no coesivos de compacidade baixa a mdia (com ou sem alguns estratos de solos coesivos moles), ou de solos predominantemente coesivos de consistncia mole e dura.
< 180 < 15 < 70
E Perfil de solo com um estrato aluvionar superficial com valores de Vs,30 do tipo C ou D e uma espessura entre cerca de 5m e 20m, situado sobre um estrato mais rgido com Vs,30 > 800m/s.
S Depsitos constitudos ou contendo um estrato com pelo menos 10m de espessura de argilas ou siltes moles com um elevado ndice de plasticidade (PI > 40) e um elevado teor em gua.
< 100 - 10 - 20
S Depsito de solos com potencial de liquefao, de argilas sensveis ou qualquer outro perfil de terreno no includo nos
tipos A at E ou S.
-
TIPOS DE SOLO : Norma Chilena : Decreto 61 / 2011
Tipo Terreno
Descrio do Perfil Estratigrfico
Parmetros
Vs,30 (m/s)
RQD qu (kPa)
N1 (pancadas/p)
Cu (kPa)
A
Rocha, Solo Cimentado > 900 > 50%
> 1000 (qu 2%)
- -
B
Rocha branda ou fracturada, solo muito denso ou muito firme
500 - 900 400 -1000 (qu 2%)
> 50
C
Solo Denso ou Firme
350 - 500 300 - 400 (qu 2%)
40 - 50
D
Solo medianamente denso ou firme
180 - 500 30 - 40 > 50
E
Solo medianamente compacto ou medianamente consistente
< 180 20 - 30 < 50
F
Solos Especiais * * * * *
-
CLASSES IMPORTANCIA EDIFICIOS : EN 1998 1 : 2010 : QUADRO 4.3, Quadro NA II Classe de
Importncia Descrio Coeficiente Importncia
Sismo T1 Sismo T2
I Edifcios de importncia menor para a segurana pblica Edifcios agrcolas, etc
0,65 0,75
II Edifcios correntes, no pertencentes s outras categorias
1,00 1,00
III Edifcios cuja resistncia ssmica importante tendo em vista as consequncias associadas ao colapso Escolas, salas de reunio, instituies culturais, etc.
1,45 1,25
IV Edifcios cuja integridade em caso de sismo de importncia vital para a proteo civil Hospitais, quartis de bombeiros, centrais eltricas, etc.
1,95 1,50
Requisitos de Desempenho e Critrios de Conformidade : EN 1998-1: 2010 2
Requisitos Fundamentais
As estruturas nas regies ssmicas devem ser projectadas e construdas de forma a que sejam
satisfeitos os seguintes requisitos, cada um com um grau adequado e fiabilidade:
- Requisito de no ocorrncia de colapso
A estrutura deve ser projectada e construda de forma a resistir aco ssmica de clculo definida na
seco EN 1998-1: 2010 3 sem colapso local ou global, mantendo assim a sus integridade estrutural e
uma capacidade resistente residual depois do sismo. A aco ssmica de clculo expressa a partir:
( i ) Da aco ssmica de referencia associada a uma probabilidade de excedncia de referencia em 50
anos (PNCR) ou a um perodo de retorno de referncia (TNCR). Os valores recomendados na norma so
PNCR,50 =10% a que corresponde TNCR = 475 anos
( ii ) Coeficiente de importncia (I)
- Requisito de Limitao de Danos
A estrutura dever ser projectada e construda de forma a resistir a uma aco ssmica cuja
probabilidade de ocorrncia seja maior do que a da aco ssmica de clculo, sem a ocorrncia de
danos e limitaes de utilizao, cujos custos sejam desproporcionalmente elevados em comparao
com os da prpria estrutura. A aco ssmica a considerar no requisito de limitao de danos tem uma
probabilidade de excedncia em 10 anos de 10% (PNCR,10 =10%) e um perodo de retorno de 95 anos
(TNCR = 95 anos)
CLASSES IMPORTANCIA EDIFICIOS : NCh 433 1996 4.3
Classe de Importncia
Descrio
A Edifcios Governamentais, municipais, de servios pblicos ou de utilidade pblica Quarteis de Polcia, Centrais Elctricas, Centrais telefnicas, Correios, Estaes Rdio e Televiso, Estaes Tratamento de gua e Esgoto Edifcios cuja utilizao de especial importncia em caso de catstrofe Hospitais, Postos de primeiros Socorros, Quarteis de Bombeiros, Garagens para Veculos de Emergncia, Estaes de transportes pblicos
B Edifcios cujo recheio de grande valor Bibliotecas, Museus, etc Edifcios onde h aglomerao frequente de pessoas Salas destinadas a assembleias de assistncia superior a 100 pessoas Estdios / bancadas ao ar livre com lotao superior a 2000 pessoas Creches, Escolas, Universidades Prises e locais de deteno reas comerciais com rea 500m por piso ou altura superior a 12m reas comerciais com corredores cobertos de rea 3000m sem considerar a rea de estacionamentos
C Edifcios destinados a habitao privada ou servio pblico que no pertence a nenhuma das categorias A ou B Construes de qualquer tipo cuja cedncia possa colocar em risco outras construes das categorias A, B ou C
D Construes Isoladas ou provisrias, no destinadas a habitao, no classificveis como pertencentes a nenhuma das categorias anteriores.
Disposies Gerais sobre Projecto e Mtodos de Anlise: NCh 433 1996 5
Princpios e Hipteses Bsicas
A norma, aplicada em conjunto com as disposies de projecto para cada material enumeradas em NCh
433 1996 5.3 est orientada para obter estruturas que:
( i ) Resistam sem danos a aces ssmicas de intensidade moderada
( ii ) Resistam com danos limitados a aces ssmicas de intensidade mdia
( iii )Ainda que danificadas no colapsem quando sujeitas a aces ssmicas de intensidade
excepcionalmente severa
-
Coeficiente de Comportamento: EN 1998-1: 2010 3.2.2.5 (3)
O coeficiente de comportamento q uma aproximao da razo entre as foras ssmicas a que a
estrutura ficaria sujeita se a sua resposta fosse completamente elstica, com 5% de amortecimento
viscoso, e as foras ssmicas que podero ser adoptadas no projecto, com um modelo de anlise
elstica convencional, que continuem a assegurar uma resposta satisfatria da estrutura. Os valores do
coeficiente de comportamento q que tambm incluem a influncia de amortecimentos viscosos
diferentes de 5%, so apresentados nas diferentes partes da EN 1998 para vrios materiais e sistemas
estruturais, tendo em conta as classes de ductilidade aplicveis. O valor do coeficiente de
comportamento q poder ser diferente em diferentes direces embora a classe de ductilidade deva
ser a mesma em todas as direces consideradas.
Regras Especficas para Edifcios de Ao: EN 1998-1: 2010 6
Os edifcios de ao resistentes aos sismos devem ser projectados de acordo com um dos seguintes
princpios:
( a ) Comportamento estrutural de baixa dissipao
( b ) Comportamento estrutural dissipativo
Principios de Projecto, Classes Ductilidade Estrutura, Limites Superiores Referencia dos Coefiecientes de Comportamento : EN 1998 1 : 2010 : QUADRO 6.1
Principio de Projecto
Descrio Coeficiente de Comportamento
Comportamento Estrutural de
Baixa Dissipao
DCL (Baixa) 1,50 - 2
Comportamento Estrutural
Dissipativo
DCM (mdia) 4 Tambm limitado pelos valores do
Quadro 6.2
DCH (Alta) Limitado pelos Valores do Quadro 6.2
Factor de Modificao da Resposta : NCh 433 1996 5.7
O factor de modificao da resposta estabelecido (R para anlises estticas ou R0 para anlises
dinmicas por espectro de resposta) em NCh 433 1996 Tabela 5.1.
Este factor reflecte as caractersticas de absoro e dissipao de energia da estrutura resistente assim
como a experiencia sobre o comportamento ssmico dos diferentes tipos de estruturas e materiais
utilizados.
Valores Mximos dos Factores de Modificao da Resposta: : NCh 433 1996 : Tabela 5.1
Sistema Estrutural
Material Estrutural R R0
Sistemas Prticados
Ao Estrutural Beto Armado
7 7
11 11
Sistemas Perede e Sistemas
Contraventados
Ao Estrutural Beto Armado Beto Armado e Alvenaria Confinada Se os Muros de Beto absorvem pelo menos 50% do esforo basal ao nvel de cada piso Se os Muros de Beto no absorvem pelo menos 50% do esforo basal ao nvel de cada piso Madeira Alvenaria Confinada Alvenaria Armada Blocos de beto ou similares maciados e alvenarias duplas De tijolo cermico do tipo grelha com e sem preenchimento de ocos e alvenaria de blocos de beto ou similar no maciados
7
7
6
4
5,5
4
4
3
11
11
9
4
7
4
4
3
Outros Tipos de Estrutura ou material que no sejam classificveis como pertencentes a alguma das restantes categorias
2 -
Os valores indicados nesta tabela para ao estrutural e beto armado pressupem o cumprimento do
estabelecido no seguinte conjunto de normas:
Specification for Structural Steel Buildings. Allowable Stress Design AISC 1989
Specification for Structural Steel Buildings. Load and Resistance Factors Design , AISC 1993
Seismic Provisions for Structural Steel Buildings , AISC 1992
Specifications for the Design of Cold-Formed Steel Structural Members AISI 1986
Building Code Requirements for Reinforced Concrete ACI 318-95
-
Aco Ssmica EN 1998-1: 2010 3
Anlise Modal Espectral
Para as componentes horizontais da aco ssmica, o espectro de clculo Sd(T) definido por:
0 T TB:
3
2
q
50,2
T
T
3
2Sa)T(S
Bgd
TB T TC:
q
50,2Sa)T(S gd
TC T TD:
T
T
q
50,2Sa)T(S Cgd ga20,0
TD T :
2
DCgd
T
TT
q
50,2Sa)T(S ga20,0
Para um coeficiente de amortecimento viscoso da estrutura %5 , 1 .
Para valores e amortecimento diferentes ver EN 1998-1: 2010 3.2.2.2 (3)
Em Portugal, o valor do parmetro S determinado atravs de:
EN 1998-1: 2010 NA 3.2.2.2 (P) 2
g ms1a maxSS
2g
2 ms4ams1 )1a(3
1SSS g
maxmax
2g ms4a
1S
Tipo Terreno
Parmetros Resposta Elstica Tipo 1 EN 1998-1:2010 Quadro NA 3.2
Parmetros Resposta Elstica Tipo 2
EN 1998-1:2010 Quadro NA 3.3
Smax TB ( S )
TC (S)
TD (S)
Smax TB ( S )
TC (S)
TD (S)
A 1,00 0,10 0,60 2,0 1,00 0,10 0,25 2,00
B 1,35 0,10 0,60 2,0 1,35 0,10 0,25 2,00
C 1,60 0,10 0,60 2,0 1,60 0,10 0,25 2,00
D 2,00 0,10 0,80 2,0 2,00 0,10 0,30 2,00
E 1,80 0,10 0,60 2,0 1,80 0,10 0,25 2,00
Aco Ssmica : Decreto 61/2011 12, NCh 433 1996 6.3
Anlise Modal Espectral
O espectro de clculo que determina a resistncia ssmica da estrutura Sa definido por:
IR
ASS
*
0a
O coeficiente 0A o valor da acelerao efectiva cujos valores se especificam na tabela seguinte:
NCh 433 1996 : Tabela 6.1
Zona Smica 0A
1 0,20 g
2 0,30 g
3 0,40 g
O coeficiente I um coeficiente relativo ao edifcio cujos valores se especificam na tabela seguinte:
NCh 433 1996 : Tabela 6.2
Categoria do Edificio
I
A 1,20
B 1,20
C 1,00
D 0,60
O coeficiente - *R - um factor de reduo da acelerao espectral, calculado para o perodo do modo
com maior massa translacional equivalente na direco da anlise
0
*
0
**
RTT10,0
T1R
-
EN 1998-1: 2010 3.2.2.3
A componente vertical da aco ssmica deve ser representada por um espectro Para as componentes
verticais da aco ssmica, o espectro de clculo )T(S ve definido por:
0 T TB:
1
q
00,3
T
T1a)T(S
Bvgve
TB T TC:
q
00,3a)T(S vgve
TC T TD:
T
T
q
00,3a)T(S Cvgve
TD T :
2
DCvgve
T
TT
q
00,3a)T(S
Para a componente vertical da aco ssmica dever, em geral, adoptar-se para todos os materiais e
para todos os sistemas estruturais m coeficiente de comportamento q no superior a 1,50. A
adopo de valores superiores dever ser justificada por meio de uma anlise adequada
Parmetros Resposta Elstica Vertical Tipo 1 EN 1998-1:2010 Quadro NA 3.4
Parmetros Resposta Elstica Vertical Tipo 2
EN 1998-1:2010 Quadro NA 3.4
gvg aa TB ( S )
TC (S)
TD (S)
gvg aa TB ( S )
TC (S)
TD (S)
0,75 0,05 0,25 1,00 0,95 0,05 0,15 1,00
O factor de amplificao - - para cada modo de vibrao n -
3
0
n
p
0
n
T
T1
T
T50,41
nT -Periodo de Vibrao corespondente ao modo n
Tipo Terreno
Parmetros Resposta Decreto 61/2011 12.3
S T0 ( S )
T (S)
n p
A 0,90 0,15 0,20 1,00 2,0
B 1,00 0,30 0,35 1,33 1,50
C 1,05 0,40 0,45 1,40 1,60
D 1,20 0,75 0,85 1,80 1,00
E 1,30 1,20 1,35 1,80 1,00
F * * * * *
-
Aco Ssmica : EN 1998 1: 2010 4.3.3.2
Anlise Esttica
Para a considerao do efeito dos sismos sobre a estrutura pode utilizar-se o mtodo de anlise por foras laterais previsto na EN 1998 1: 2010 4.3.3.2. Esta abordagem vlida para edifcios cuja resposta no seja significativamente afectada pelas contribuies dos modos de vibrao mais elevados que o modo fundamental em cada direco principal, que o caso do edifcio em estudo. As condies a satisfazer pelas estruturas so: ( i ) T1 4 TC (TC definido em 3.2.2.2) ( ii ) T1 2 s ( iii ) Critrios de regularidade em altura apresentados em EN 1998 1: 2010 4.2.3.3 Clculo da Fora de Corte Ssmica na Base
A fora de corte ssmica na base bF determinada para cada direco horizontal na qual o edifcio
analisado a partir da seguinte expresso:
mTsF 1db
1d Ts Ordenada do espectro de clculo ( 3.2.2.5) para o perodo T1
1T Perodo de vibrao fundamental do edifcio para o movimento lateral na direco
considerada m Massa total do edifcio, acima da fundao ou acima do nvel superior de uma cave
rgida, Calculada de acordo com 3.2.4 (2)
Factor de correco do modo de deformao da estrutura Desconhecida partida a localizao do edifcio procedeu-se ao estudo das diversas hipteses para a determinao do caso mais desfavorvel quanto ordenada do espectro de clculo correspondente ao
perodo 1T - 1d Ts . Para as aceleraes horizontais o espectro de clculo definido por (ENV 1998 1: 2010 3.2.2.5 (4)):
BTT0 :
3
2
q
50,2
T
T
3
2SaTS
Bgd
CB TTT : q
50,2SaTS gd
DC TTT :
T
T
q
50,2SaTS Cgd ga
:TTD
2
DCgd
T
TT
q
50,2SaTS ga
Aco Ssmica : Decreto 61/2011 12, NCh 433 1996 6.2
Anlise Esttica
O mtodo de anlise esttica pode utilizar-se para proceder anlise ssmica de:
( i ) Todas as estruturas das categorias C e D construdas em zona ssmica 1
( ii )Todas as estruturas com no mais de 5 pisos e altura inferior a 20m
No mtodo esttico, a aco ssmica assimilada e um sistema de foras horizontais aplicadas no
centro de massa de cada elemento significativo.
Clculo do Esforo de Corte Basal
O esforo de corte basal dado por:
PICQ0
Nesta expresso P representa o peso total do edifcio sobre o nvel basal considerando as cargas
permanentes ms uma percentagem da sobrecarga de utilizao que no poder ser inferior a 25% em
construes destinadas a habitao privada ou uso publico onde no habitual a concentrao de
pessoas ou bens, nem a 50% em construes em que habitual esta aglomerao. Para efeitos deste
clculo pode considerar-se nula a sobrecarga ao nvel da cobertura
O parmetro C o coeficiente ssmico, obtido a partir da expresso: n
*
0
T
'T
Rg
A75,2C
g6
SA 0
O coeficiente - *T - o perodo do modo de vibrao com maior massa translacional equivalente na
direco analisada e deve calcular-se por um procedimento fundamentado.
O coeficiente I um coeficiente relativo ao edifcio cujos valores se especificam na tabela seguinte:
NCh 433 1996 : Tabela 6.2
Categoria do Edificio
I
A 1,20
B 1,20
C 1,00
D 0,60
O coeficiente 0A o valor da acelerao efectiva cujos valores se especificam na tabela seguinte:
NCh 433 1996 : Tabela 6.1
Zona Smica 0A
1 0,20 g
2 0,30 g
3 0,40 g
-
Distribuio das Foras Ssmicas Horizontais Os esforos ssmicos so determinados considerando aplicados a cada um dois modelos planos
conjuntos de foras horizontais iF aplicados ao nvel dos pisos.
Uma vez que o modo de vibrao fundamental foi estabelecido aproximadamente admitindo que os
deslocamentos horizontais crescem linearmente com a altura, as foras horizontais iF sero
determinadas pela expresso:
jj
iibi
m.z
m.zFF
iF Fora horizontal actuante no piso i
bF Fora de corte ssmica na base
ji m,m Massas dos pisos calculadas de acordo 3.2.4 (2)
ji z,z Alturas das massas ji m,m acima do nvel de aplicao da aco ssmica
Efeitos da Toro Acidental Se a rigidez lateral e a massa estiverem simetricamente distribudas no plano e a no ser que a excentricidade acidental seja tida em conta por um mtodo mais exacto, os efeitos acidentais da toro podero ser considerados multiplicando os esforos em cada elemento resistente, por um coeficiente - - obtido por :
eL
x60,01
x Distncia do elemento considerado ao centro de gravidade do edifcio em planta, medida perpendicularmente direco da aco ssmica considerada
eL - Distncia entre os dois elementos de contraventamento mais afastados, medida
perpendicularmente direco da aco ssmica considerada
O coeficiente - *R - um factor de reduo da acelerao espectral, calculado para o perodo do modo
com maior massa translacional equivalente na direco da anlise
0
*
0
**
RTT10,0
T1R
Tipo Terreno
Parmetros Resposta Decreto 61/2011 12.3
S T0 ( S )
T (S)
n p
A 0,90 0,15 0,20 1,00 2,0
B 1,00 0,30 0,35 1,33 1,50
C 1,05 0,40 0,45 1,40 1,60
D 1,20 0,75 0,85 1,80 1,00
E 1,30 1,20 1,35 1,80 1,00
F * * * * *
Para estruturas at 5 pisos as foras ssmicas horizontais podem calcular-se pela expresso:
0
j
N
1j
j
kkk Q
PA
PAF
Em que:
H
Z1
H
Z1A k1kk
Efeitos da Toro Acidental
Os resultados da anlise levada a cabo para as foras estticas aplicadas em cada uma das direces
de aco ssmica devem combinar-se com os dados da anlise por toro acidental.
Para esse efeito devem aplicar-se momentos de toro em cada nvel, calculados como o produto das
foras estticas que actuam a esse nvel por uma excentricidade acidental dada por:
HZb10,0 kky para a aco ssmica segundo xx
HZb10,0 kkx para a aco ssmica segundo yy
Devem tomar-se as excentricidades com o mesmo sinal em cada nvel de modo a que, em geral, seja
necessrio considerar dois casos para cada direco de anlise.