Dimensionamento Sísmico Com Diferentes Classes de Ductilidade

Abstract

Qualquer estrutura poderá ser afetada por ações sísmicas durante a sua vida útil, especialmente em Portugal, que sofreu um sismo de elevada magnitude (Lisboa, 1755) e certamente sofrerá novamente no futuro. As forças de inércia que surgem nas estruturas durante um sismo podem levá-la ao limite e, em casos extremos, ao colapso, com consequências catastróficas. Sendo assim, é crucial considerar essa ação de forma clara e precisa na fase de conceção e dimensionamento de um edifício, através de uma análise fidedigna e transparente.

Neste contexto, o Eurocódigo 8 destaca-se como o regulamento europeu para o projeto de edifícios em zonas sísmicas, substituindo as regulamentações nacionais anteriores (RSA/REBAP). Atualmente, o cumprimento deste regulamento é obrigatório, o que traz desafios e condicionamentos para as empresas e projetistas do sector da construção civil. Estes desafios requerem a compreensão de critérios e disposições complexas, que resultam em cálculos elaborados e numa mudança de abordagem no dimensionamento, dando prioridade à ductilidade ao invés da resistência.

Esta dissertação, desenvolvida em colaboração com a PPSEC, pretende analisar o impacto da escolha da classe de ductilidade na fase de conceção de um edifício habitacional, avaliando o seu efeito no custo final da construção. O propósito é compreender e quantificar o custo associado ao aumento da segurança sísmica e obter conclusões sobre a viabilidade e adequabilidade da escolha da classe de ductilidade consoante a localização da estrutura.

Assim, esta dissertação concebe, dimensiona e detalha, em ambiente de projeto, os principais elementos sismo-resistentes (paredes) de um edifício localizado no Porto, em Lisboa e em Lagos, considerando diferentes classes de ductilidade, nomeadamente, baixa e média. Posteriormente, realiza-se uma comparação para avaliar a influência da escolha da classe de ductilidade e da intensidade da ação sísmica, que varia de acordo com a localização, nas soluções estruturais obtidas e nos custos, seguindo as normas estabelecidas pela NP EN 1998-1-1.

O trabalho está dividido em duas partes distintas. A primeira, incide nos aspetos fundamentais do Eurocódigo 8, explorando toda a base teórica que sustenta o trabalho. A segunda, consiste em estudos de caso, nos quais são concebidas, analisadas e dimensionadas estruturas, variando a sua localização geográfica e classe de ductilidade.

Alternate abstract:

Any structure may be affected by seismic actions during its lifetime, especially in Portugal, which suffered a high magnitude earthquake (Lisbon, 1755) and will certainly suffer again in the future. The inertial forces that arise in structures during an earthquake can push them to their limits and, in extreme cases, to collapse, with catastrophic consequences. Therefore, it is crucial to consider this action in a clear and precise way in the design phase of a building, through a reliable and transparent analysis.

In this context, Eurocode 8 stands out as the European regulation for the design of buildings in seismic zones, replacing the previous national regulations (RSA/REBAP). Currently, compliance with this regulation is mandatory, which brings challenges and constraints to companies and designers in the construction sector. These challenges require the understanding of complex criteria and provisions, which result in elaborate calculations and a change of approach in design, giving priority to ductility instead of strength.

This dissertation, developed in collaboration with PPSEC, aims to analyse the impact of the choice of ductility class in the design phase of a residential building, evaluating its effect on the final construction cost. The purpose is to understand and quantify the cost associated with the increase in seismic safety and to obtain conclusions about the feasibility and suitability of the choice of ductility class depending on the location of the structure.

Thus, this dissertation designs and details, in entrepreneurial environment, the main seismic resistant elements (walls) of a building located in Porto, Lisbon and Lagos, considering different ductility classes, namely, low and medium. Subsequently, a comparison will be performed to evaluate the influence of the choice of ductility class and the intensity of the seismic action, which varies according to the location, on the structural solutions obtained and, on the costs, following the standards established by NP EN 1998-1-1.

The work is divided into two distinct parts. The first, focuses on the fundamental aspects of Eurocode 8, exploring all the theoretical basis that sustains the work. The second, consists of case studies, in which structures are designed, analysed, and dimensioned, varying their geographic location and ductility class.