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Norma ASCE 7-22 [1] , secção. 12.9.1.6 especifica quando os efeitos P-delta devem ser considerados ao realizar uma análise de espectro de resposta modal para o dimensionamento sísmico. Na NBC 2020 [2], enviados. 4.1.8.3.8.c fornece apenas um curto requisito para que os efeitos de deslocamento devido à interação das cargas de gravidade com a estrutura deformada sejam considerados. Portanto, pode haver situações em que os efeitos de segunda ordem, também conhecidos como P-delta, devem ser considerados ao realizar uma análise sísmica.
Este artigo apresenta os conceitos básicos da dinâmica estrutural e o seu papel no dimensionamento sísmico de estruturas. É dado grande destaque à explicação dos aspetos técnicos de forma compreensível, para que os leitores sem conhecimentos técnicos profundos possam obter uma perspetiva sobre o assunto.
O artigo 4.1.8.7 do National Building Code of Canada (NBC) 2020 fornece um procedimento claro para os métodos de análise sísmica. O método mais avançado, o procedimento de análise dinâmica no artigo 4.1.8.12, deve ser utilizado para todos os tipos de estrutura, exceto aqueles que cumprem os critérios definidos em 4.1.8.7. O método mais simples, o Equivalent Static Force Procedure (ESFP) no artigo 4.1.8.11, pode ser utilizado para todas as outras estruturas.
Para avaliar se também é necessário considerar a análise de segunda ordem numa análise dinâmica, o coeficiente de sensibilidade do deslocamento entre pisos θ é fornecido na EN 1998-1, secções 2.2.2 e 4.4.2.2. Este pode ser calculado e analisado com o RFEM 6 e o RSTAB 9.
Para a verificação do estado limite último, a EN 1998-1, secção 2.2.2 e 4.4.2.2, requer que o cálculo seja efetuado considerando a teoria de segunda ordem (efeito P-Δ). Este efeito pode não ser considerado apenas se o coeficiente de sensibilidade do deslocamento entre os pisos θ for inferior a 0,1.
Tanto a determinação das vibrações naturais como a análise do espectro de resposta são sempre realizadas num sistema linear. Existindo não-linearidades no sistema, estas são linearizadas, portanto, não são consideradas. Podem ser barras tracionadas, apoios não lineares ou articulações não lineares, por exemplo. O objetivo deste artigo é mostrar como estes podem ser tratados em uma análise dinâmica.
O cálculo dinâmico no RFEM 6 e no RSTAB 9 está repartido por diversos módulos. O módulo Análise modal é um pré-requisito para todos os outros módulos de cálculo dinâmico, uma vez que realiza a análise de vibração natural para modelos de barras, superfícies e sólidos.
A análise modal é o ponto de partida para a análise dinâmica de sistemas estruturais. Este módulo pode ser utilizado para determinar valores de vibração naturais, tais como frequências naturais, formas próprias, massas modais e fatores de massa modal efetivos. Este resultado pode ser usado para o dimensionamento de vibrações e pode ser usado para outras análises dinâmicas (por exemplo, carregamento por um espectro de resposta).
No RFEM 6, a análise sísmica pode ser realizada utilizando os módulos de Análise modal e Análise de espectro de resposta. Após a realização da análise espectral, é possível utilizar o módulo Modelo de construção para apresentar as ações do piso, os desvios entre os pisos e as forças nas paredes de corte.
O RFEM 6 inclui o módulo Form-finding para determinar as formas de equilíbrio de modelos de superfície sujeitos a tração e de barras sujeitas a forças axiais. Este módulo pode ser ativado nos dados gerais do modelo e pode ser utilizado para encontrar a posição geométrica onde o pré-esforço de estruturas leves está em equilíbrio com as condições de fronteira existentes.
A análise sísmica no RFEM 6 é possível utilizando a análise modal e os módulos de análise de espectro de resposta. De facto, o conceito geral da análise sísmica no RFEM 6 é baseado na criação de um caso de carga para a análise modal ou para análise do espectro de resposta. Os grupos de normas para estas análises são definidos no separador Normas II dos dados gerais do modelo.
O Building Model é um dos módulos especiais de solução no RFEM 6. É uma ferramenta muito útil para a modelação e que facilita a criação e manipulação de pisos. O Building Model pode ser activado no início do processo de modelação e posteriormente.