Modelação numérica, avaliação de segurança e reforço sísmico de um edifício tipo porticado de betão armado: a importância da definição da resistência ao corte para a verificação da segurança dos mecanismos frágeis

António Maria Santos de Matos Lopes Simões

Key information

Authors:

António Maria Santos de Matos Lopes Simões (António Simões)

Supervisors:

Rita Maria Do Pranto Nogueira Leite Pereira Bento (Rita Maria Do Pranto Nogueira Leite Pereira Bento); Rita Cláudia Jorge Peres (Rita Cláudia Jorge Peres)

Published in

07/04/2023

Abstract

Os danos causados por sismos em Portugal evidenciam-se, principalmente, no edificado, sendo que muitos dos edifícios de betão armado construídos entre 1950 e 1983 não foram projetados com a resistência adequada devido à falta de regulamentação. Consequentemente, terão um desempenho sísmico insatisfatório. A avaliação e reforço de estruturas deste período é essencial para reduzir a vulnerabilidade do edificado e para evitar danos significativos no caso de ocorrer um sismo de magnitude elevada. Com o intuito de avaliar a segurança sísmica de um edifício representativo do parque habitacional de Benfica e Alvalade e, caso necessário, propor uma solução de reforço, analisou-se esta zona de modo a escolher-se um edifício porticado considerado representativo e construído até 1970. A calibração dos modelos foi efetuada através da comparação da análise dos resultados obtidos com os softwares OpenSees e SAP2000. De seguida, comparou-se a curva de capacidade dos três modelos para se perceber se existem diferenças de resultados consequentes das opções adotadas para cada modelo. Prosseguindo com o modelo de plasticidade concentrada pelo OpenSees para a avaliação de segurança, percebeu-se que o colapso principal deste tipo de estruturas é a frágil. Por conseguinte, adotou-se uma solução com mantas de CRFP para o reforço deste edifício, recorrendo às expressões apresentadas no EC8-3 para a verificação da segurança estrutural dos elementos estruturais reforçados e não reforçados. Por fim, comparou-se a expressão do esforço transverso resistente apresentada no EC8-3 com outras equações apresentadas nas normas sísmicas de outros países. The damage caused by earthquakes in Portugal buildings is mainly expected in reinforced concrete structures constructed between 1950 and 1983, which were not designed with adequate strength due to the lack of regulations. Consequently, it will have an unsatisfactory seismic performance. The strengthening of structures of this era is essential to reduce their vulnerability and to avoid significant damage and, eventually, the buildings’ collapse. In order to evaluate the seismic safety of a building considered to be representative of Benfica and Alvalade buildings stock and, if necessary, to propose a strengthening solution, a survey was performed in this area, and a framed building built before 1970 was chosen. The model’s calibration was made by comparing the results analysis obtained with OpenSees and SAP2000 software. The results were compared to determine if there were significant differences between the models. The capacity curve obtained with the OpenSees concentrated plasticity model was chosen for the subsequent safety evaluation. It was concluded that the dominant mechanism in this type of structures is brittle. Therefore, a strengthening solution with CRFP was adopted for the building structure, following the expressions presented in EC8-3 for safety checks. Lastly, the expression for resistant shear force presented in EC8-3 was compared with similar expressions used in other countries for seismic shear resistance.