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Maria Luísa Sousa
A intervenção do LNEC na mitigação do risco sísmico
Riscos Naturais – Iniciativa Riscos
Fundação Calouste Gulbenkian, Lisboa, 20 de Setembro de 2012
�Introdução
�Mitigação do risco sísmico
�Atividades do Núcleo de Engenharia Sísmica e Dinâmica de Estruturas (NESDE)
�Análise probabilística da perigosidade sísmica
�Análise do risco sísmicoe simulação de perdas
Organização
Photo Robert E. Wallace [USGS]
Perigosidade, H
Photo Jorge Rodrigues [1998]
Vulnerabilidade, V
H, V
Risco Sísmico, R
Photo Robert E. Wallace [USGS]
Hazard, H
H, V
Photo Jorge Rodrigues [1998]
Vulnerability, V
Seismic Risk, R
Risco Sísmico, R
Photo Robert E. Wallace [USGS]
Perigosidade, H
Photo Jorge Rodrigues [1998]
Vulnerabilidade, V
, EH= f( , VR )
França et al. [2003]
Exposição, E
Estratégiasde gestão
Mitigação Transferência Retenção
Perigosidade Vulnerabilidade Exposição
Evitarplan. + ord.territ.
demolição
Diversificar
Redundância ou duplicação
Estrutural
Não estrutural
Estratégias de gestão do risco
Estratégiasde gestão
Mitigação Transferência Retenção
Perigosidade Vulnerabilidade Exposição
Evitarplan. + ord.territ.
demolição
Diversificar
Redundância ou duplicação
Estrutural
Não estrutural
Estratégias de gestão do risco
Estratégiasde gestão
Mitigação Transferência Retenção
Perigosidade Vulnerabilidade Exposição
Evitarplan. + ord.territ.
demolição
Diversificar
Redundância ou duplicação
Estrutural
Não estrutural
Estratégias de gestão do risco
� Construções novas
� Construções existentes
• Novas técnicas de reparação e reforço
• Incentivos à reparação e reforço
• Evitar que a reparação e o reforço sejam deficientemente projetados e executados
• Aplicação do regulamento - mecanismos de controlo do processo construtivo e da qualidade sísmica
• Novos materiais e componentes para isolamento sísmico e dissipação de energia
Redução da vulnerabilidade
� Medidas estruturais
Estratégiasde gestão
Mitigação Transferência Retenção
Perigosidade Vulnerabilidade Exposição
Evitarplan. + ord.territ.
demolição
Diversificar
Redundância ou duplicação
Estrutural
Não estrutural
Estratégias de gestão do risco
Melhorar a resiliência de indivíduos e organizações face ao risco sísmico
Redução da vulnerabilidade
� Medidas não estruturais
Recuperação
Prevenção Planeamento
Resposta
Estratégiasde gestão
Mitigação Transferência Retenção
Perigosidade Vulnerabilidade Exposição
Evitar•plan. + ord.territ.
• demolição
Diversificar
Redundância ou duplicação
Estrutural
Não estrutural
Estratégias de gestão do risco
Atividades do NESDE
� Capacidade máxima de ensaio 40 ton
� Área 4.6 m × 5.6m (+ 2m)
� Três eixos independentes ortogonais
� Gama de frequências 0,1Hz até 40Hz
> Estudos experimentais nas mesas sísmicas
> 1º modo – 4,0 Hz
Atividades do NESDE
> Estudos experimentais na mesa sísmica
> Avaliação sísmica de estruturas e estudo de técnicas de proteção sísmica e reabilitação
Mendes & Campos Costa, 2008
> 1º modo – 1,7 Hz
Mendes & Campos Costa
Atividades do NESDE
> Estudos experimentais na mesa sísmica
> Avaliação sísmica de estruturas e estudo de técnicas de proteção sísmica e reabilitação
> Apoio ao desenvolvimento da regulamentação sismo-resistente + recomendações específicas
> Estudos experimentais na mesa sísmica
> Avaliação sísmica de estruturas e estudo de técnicas de proteção sísmica e reabilitação
> Apoio ao desenvolvimento da regulamentação sismo-resistente + recomendações específicas
> Caraterização da ação sísmica, perigosidade e risco sísmico
Atividades do NESDE
1
10
100
1000
1 10 100 1000 10000Período de retorno [ano]
PG
A [c
m/s
2]
Ajuste dist.Lognormal
475 anos afastado(Sé)
475 anos próximo(Sta Mª dos Olivais)
1
10
100
1000
1 10 100 1000 10000Período de retorno [ano]
PG
A [c
m/s
2]
Ajuste dist.Lognormal
475 anos afastado(Sé)
475 anos próximo(Sta Mª dos Olivais)
Ajuste Lognormal
∆ Sismicidade Próxima
o Sismicidade Afastada
Perigosidade Sísmica, H
1
10
100
1000
1 10 100 1000 10000Período de retorno [ano]
PG
A [c
m/s
2]
Ajuste dist.Lognormal
475 anos afastado(Sé)
475 anos próximo(Sta Mª dos Olivais)
90
220
LISBOA
Ajuste Lognormal
∆ Sismicidade Próxima
o Sismicidade Afastada
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
0 1 2 3 4 5Período [s]
Ace
lera
ção
espe
ctra
l [cm
/s2 ]
AN - EC8 zona 1.3
AN - EC8 zona 2.3
475 anos de período de retorno
Perigosidade Sísmica, H
Zonamento sísmico NP EN 1998-1: 2010
IPQ, 2010
Ação sísmica
Tipo 1
Zona Sísmica
agR (m/s2)
1.1 2.5
1.2 2.0
1.3 1.5
1.4 1.0
1.5 0.6
1.6 0.35
Açãosísmica
Tipo 2
Zona Sísmica
agR (m/s2)
2.1 2.5
2.2 2.0
2.3 1.7
2.4 1.1
2.5 0.8
475 anos de período de retorno
Zonassísmicas
Zonassísmicas
Zonassísmicas
Um Simulador de cenários sísmicos
é uma ferramenta computacional, quepretende promover uma perceção abrangente
das perdas potenciais em consequência de sismos fomentando a prevenção e a mitigação
das consequências nefastas desses desastres.
[FEMA & NIBS, 1999]
Recuperação
Prevenção Planeamento
Resposta
Aplicações do simulador
Planeamento da emergência e análise de cenários plausíveis
Gestão da emergência providenciando uma primeira
estimativa das perdas, conhecido M e R
Estudos de risco sísmico:
• redução da vulnerabilidade sísmica /exposição
• apoio a estratégias de redução do risco
CenárioSísmico
Ação sísmica à superfície
Perdas Econ ómicas
Perdas Humanas
Ação sísmica substrato rochoso
Danos noEdificado
Simulador de cenários sísmicos
CenárioSísmico
Ação sísmica à superfície
Perdas Econ ómicas
Perdas Humanas
Ação sísmica substrato rochoso
Danos noEdificado
Simulador de cenários sísmicos
Danos noEdificado
Pombalinos
Parquehabitacional
Edifícios antigos dealvenaria e construção
tradicional
Edifícios posteriores
ao BA
Construção tradicional
(rural)
Edifícios antigos dealvenaria (urbanos)
Alvenaria com elementos de BA BA
Anteriores 1755
Gaioleiros
De «placa»
Pequeno porteAlv. confinada
Anteriorregulamentos
Posterior RSA
Posterior RSCCSanterior RSA
Classificação e caracterizaçãoda vulnerabilidade sísmica do PH
Parquehabitacional
Edifícios antigos dealvenaria e construção
tradicional
Edifícios posteriores
ao BA
Edifícios antigos dealvenaria (urbanos)
Alvenaria com elementos de BA BA
Classificação e caracterizaçãoda vulnerabilidade sísmica do PH
Vulnerabilidade sísmica
�Elementos resistentes
�Configuração dos seus sistemas estruturais
�Disposições de dimensionamento
�Qualidade da construção
�Estado de conservação
�Época de construção
�Localização da construção
Vulnerabilidade sísmica
�Elementos resistentes
�Configuração dos seus sistemas estruturais
�Disposições de dimensionamento
�Qualidade da construção
�Estado de conservação
�Época de construção
�Localização da construção
Censos 2001 eCensos 1991
Tiedemann, 1992
DiPasquale &Orsini, 1997
Zuccaro & Pappa, 2002
Giovinazzi &Lagomarsino, 2003
Modelos estatísticosModelos estatísticosModelos estatísticosModelos estatísticosde danosde danosde danosde danos
Modelo mecanicistaModelo mecanicistaModelo mecanicistaModelo mecanicistade danosde danosde danosde danos
FEMA & NIBS, 1999
Perdas económicas FEMA & NIBS, 1999
MortosMortosMortosMortosTiedemann, 1992
Mortos e feridosMortos e feridosMortos e feridosMortos e feridosSpence, 2002
Mortos e feridosMortos e feridosMortos e feridosMortos e feridosFEMA & NIBS, 1999
Danos no edificadoDanos no edificadoDanos no edificadoDanos no edificado Perdas humanasPerdas humanasPerdas humanasPerdas humanas
Intensidades Macrossísmicas
avaliadas à superfície
Danos no edificado
Parâmetros económicos
Acção sísmica espectral à
superfície e PGDs, PGVs, PGAs
Perdaseconómicas
Perdashumanas
Perdas económicasPerdas económicasPerdas económicasPerdas económicas
IntensidadesMacrossísmicas
observadas ou avaliadas em
rocha
Acção sísmica espectral no
substrato rochoso
PGDb,PGVb,PGAb
Perdas económicas SSN, 1998
IM / freguesia e magnitude
e epicentro
Isossistas e magnitude
e epicentro
Digitalização e processamento
geográfico
IM↓
ER
AtenuaçãoIM
Atenuaçãoespectral
IM↓
ER
Magnitude e
epicentro
S
IM↑
ER
Avaliação acção
sísmica à superfície
IM↑
ER
Avaliação acção
sísmica à superfície
S
Informação geotécnica
NEfeito de solo?
Efeito de solo?
N
Acção sísmica substracto rochoso
Acção sísmica superfícieAcção sísmica superfícieAcção sísmica superfícieAcção sísmica superfície
Simulador de cenários sísmicos
IMM máxima
X
27 779 (0,28%) mortos
6,1% área
perdida
26 253 edifícios
colapsados
0,88% edifícios
colapsados
Simulador de cenários sísmicos - SIG
PEERS – AML + LESSLOSS
25 - 2820 - 2515 - 2010 - 155 - 104 - 53 - 42 - 31 - 20 - 10
Damage [%]
N
10 0 10 Kilometers
Edifícios severamente danificados – cenário 475 anos de período de retorno
Simulação da mitigaçãoSituação de referência
Dano Severo [%]
N
10 0 10 KiloKm
#Dano total0 - 5050 - 7575 - 100100 - 200200 - 300300 - 400400 - 500500 - 10001000 - 1500
10 0 10 Kilo
Dano total [%]
N
Km
0 - 55 - 1010 - 1515 - 2020 - 2525 - 3030 - 3535 - 40
Vulnerabilidade sísmica do parque habitacional
Acção sísmica EC8 – zona 1.2
Sousa et al., 2009
N
10 0 10 KiloKm
#Dano totalÁgua0 - 2020 - 4040 - 6060 - 100100 - 200200 - 300300 - 400400 - 500500 - 577
Dano Total [#]
Ausência de dano 55 309
Dano Ligeiro 39 686
Dano Moderado 26 979
Dano Severo 23 591
Dano Total 14 978
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
8000
Tipologias
Núm
ero
de e
difíc
ios
1 2 3 4 5 a 7 8 a 15 + de 15Nº pisos
ATAPS+Outros
Alvenaria≤ ≤ ≤ ≤ 1960
Alvenaria1961-85
Alvenaria1986-01
BA ≤ ≤ ≤ ≤ 1960
BA1961-85
BA1986-01
Avaliação de danos � Cenário de 1755 no Algarve
1 piso = 56%
Dano Total
Sousa et al., 2009
Perdas esperadas anuais
[0,8- 1,0]1,0 - 2,02,0 - 3,03,0 - 4,04,0 - 5,05,0 - 6,0]6,0 - 8,5]
AEL / PIB 2008 [‰]
AELR [‰]
[0 - 0,01]0,01 - 0,020,02 - 0,050,05 - 0,100,10 - 0,150,15 - 0,20]0,20 - 0,33]
AHL [#]
[0 - 0,001]0,001 - 0,0020,002 - 0,0050,005 - 0,010,01 - 0,020,02 - 0,05]0,05 - 0,07]
AHLR [‰]
[0,38- 1,0]1,0 - 2,02,0 - 3,03,0 - 4,04,0 - 5,05,0 - 6,0]6,0 - 7,1]
AELC[€ per capita]
[0 - 0,001]0,001 - 0,0020,002 - 0,0050,005 - 0,010,01 - 0,0120,012 - 0,015]0,015 - 0,024]
1 0 1 KilometersKm
N
�Lisboa
http://15wcee.com/
> 3600 artigos
> 7700 autores
> 3000 delegados
> 80 países
16 sessões simultâneas
1250 apresentações orais
1500 posters
900 e-posters
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