Determinação do desvio de história de acordo com ASCE 7-16 sob cargas sísmicas

Artigo técnico

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O desvio de história de um edifício fornece informação valiosa sobre o seu comportamento estrutural sob cargas sísmicas.

A Seção 12.8.6 [1] apresenta a seguinte equação para calcular todo o desvio de história:

${\mathrm\delta}_\mathrm x\;=\;\frac{{\mathrm C}_\mathrm d\;\cdot\;{\mathrm\delta}_\mathrm{xe}}{{\mathrm I}_\mathrm e}$
com
δ x = deslocamento total de uma história [pol (mm)]
C d = fator de ampliação de deflexão segundo a Tabela 12.2-1
δ xe = deflexão na localização exigida por esta secção determinada
por uma análise elástica [pol (mm)]
I e = fator de importância determinado de acordo com a Seção

11.5.1

O desvio de história mútua Δ é a diferença do deslocamento total na parte superior e inferior da história. Tem de ser determinado nos correspondentes centros de gravidade. Se o edifício é classificado como de Classe C ou pior, ou se estão presentes irregularidades horizontais, tem de ser determinada a maior diferença de dois pontos orientados verticais na parte superior e inferior da história considerada ao longo de um canto. O seguinte exemplo mostra a determinação do desvio de história no RFEM.

Introdução do espectro de resposta no RF-DYNAM Pro

Para obter uma visão geral sobre este tópico, o edifício de três andares, apresentado na Figura 01, é utilizado com um plano base em forma de L. Serão definidos três casos de carga: peso próprio, cargas vivas e cargas de neve. A vista frontal do edifício é contínua.

Figura 01 - Modelação Estrutural no RFEM

Uma análise de autovalor tem de ser realizada primeiro para ser capaz de gerar o espectro de resposta. Apenas as massas nas duas direções horizontais são consideradas neste exemplo. As massas são combinadas de acordo com ASCE 7-16 Seção 12.7.2 [1] .

Existe a possibilidade de criar o espectro de resposta de acordo com uma norma implementada ou de importar um espectro de resposta definido pelo utilizador. Para considerar todos os parâmetros necessários, neste caso é importado um espectro definido pelo utilizador com os parâmetros como apresentado na Figura 02. Utilizando este espectro, os parâmetros C d e I e são considerados no cálculo das deformações.

Figura 02 - Parâmetros do espectro de resposta definido pelo utilizador

O método com cargas equivalentes estruturais será utilizado para o cálculo baseado na análise de espectro de resposta multimodal. É importante aqui considerar pelo menos 90% da massa efetiva. As formas de modo que ativam pouca ou nenhuma massa podem ser excluídas do cálculo no separador "Casos de carga dinâmica - Formas de modo". O espectro de resposta gerado com todas as formas de modos é apresentado na Figura 03. Após o cálculo, os casos de carga e as combinações de resultados resultantes são gerados separadamente para cada direção e combinados com a regra de 100/30%.

Figura 03 - Espectro de resposta definido pelo utilizador no RF-DYNAM Pro e seleção das formas do modo

Determinação do desvio de história no RFEM

Primeiro, é necessário criar a combinação necessária para o dimensionamento. Isto é realizado de acordo com ASCE 7-16, Secção 2.3.6 [1] , Fórmula (6). Com esta combinação, é então possível determinar os desvios da história. Uma vez que não é possível realizar definições de história no RFEM, é recomendada a criação de vistas que contenham todos os objetos de uma história. Utilizando o menu de contexto "Centro de Gravidade e Informação", é possível determinar o centro de gravidade e gerar um nó neste ponto. A posição do centro de gravidade é apresentada na Figura 04. Uma vez que o desvio da história tem de ser determinado sempre na parte superior e inferior da história, o nó do centro de gravidade deve ser deslocado para o plano do teto. A seguir, o procedimento será explicado no piso superior.

Figura 04 - Posição do centro de gravidade em [ft]

Após determinar os centros de gravidade no plano do tecto, a estrutura tem de ser recalculada. As deformações globais tem de ser examinadas para a avaliação dos resultados. Eles mostram o total de deslocamentos das histórias individuais. O desvio de linha Δ resulta das diferenças de pontos coincidentes que tem de ser determinados manualmente. A melhor maneira é exibir apenas os resultados dos nós nos cantos e no centro de gravidade para encontrar a diferença máxima no deslocamento total (ver Figura 05). É necessário comparar os deslocamentos máximos e mínimos.

Figura 05 - Deslocamentos do último piso nos pontos de canto e no centro de gravidade

Neste exemplo, o desvio máximo da história encontra-se na extremidade exterior do edifício e não no centro de gravidade. Além do mais, a diferença máxima de deslocamento nesta história não é o deslocamento total máximo.

Δmax = 7,652 pol - 6,526 pol. = 1,126 pol.

Este procedimento tem de ser executado para cada história e, desta forma, pode ser determinado o desvio máximo da história para todo o edifício.

Palavras-chave

ASCE Terremoto Dynam Espectro de resposta

Referência

[1]   ASCE/SEI 7‑16, Minimum Design Loads and Associated Criteria for Buildings and Other Structures

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