Análise Pushover com Elementos Shell em Paredes

Estruturais

Mário Alexandre Araújo Ferreira n.º 27567

Orientador: Professor Doutor Mário Arruda

Julho 2014

Prémio para a Melhor Dissertação em Estruturas

Organização

- Introdução

- Análise Pushover

- Método N2

- Caso prático

- Conclusões

1/ 21

Introdução

- Importância da acção sísmica.

introdução Método N2 Caso prático conclusõesAnálise Pushover

2/ 21

- Tipos de análise sísmica:

- Vantagens da análise estática não linear.

- Diferença em termos numéricos entre os elementos Shell e os elementos Frame do SAP2000.

Estática

Dinâmica

• Linear

• Não linear

 

3/ 21

introdução Método N2 Caso prático conclusõesAnálise Pushover

Carregamento pode ser do tipo:

• Uniforme

Deslocamento da estrutura medido no centro de gravidade do último piso

Fb

δ

δ

Fb

p

– Constante – Massa do piso i - Componente i do modo preponderante

 

Análise Pushover

• Triangular• Modal

4/ 21

introdução Método N2 Caso prático conclusõesAnálise Pushover

1. Modelação:

Na elaboração do modelo estrutural é necessário ter em consideração a não linearidade das cargas e do comportamento do material. A acção sísmica é definida através do espectro de resposta elástico.

2. Espectro de resposta no formato ADRS:

 

• Coeficiente de ductilidade

   

 

Método N2

5/ 21

introdução Método N2 Caso prático conclusõesAnálise Pushover

3. Análise Pushover:

É efectuada uma análise pushover de forma a obter a curva de capacidade da estrutura.

4. Sistema equivalente com 1 grau de liberdade:

 

 

 

Fy

dy

Fb

δ

Método N2

6/ 21

introdução Método N2 Caso prático conclusõesAnálise Pushover

5. Desempenho sísmico do sistema com 1 grau de liberdade:

 

 

Cálculo do deslocamento objectivo (): 

 

6. Desempenho sísmico do sistema com n grau de liberdade: 

Método N2

Say > Sae(T*) Say < Sae(T*)

T*>TcSay > Sae(T*) Say < Sae(T*)

T*>Tc

T*<Tc

- Parede rectangular

- Parede em L

- Parede em U

- Piso não simétrico

- Edifício

7/ 21

introdução Método N2 Caso prático conclusõesAnálise Pushover

Caso prático

8/ 21

introdução Método N2 Caso prático conclusõesAnálise Pushover

Parede rectangularGEOMETRIA

Carregamento uniforme

9/ 21

introdução Método N2 Caso prático conclusõesAnálise Pushover

Parede rectangularANÁLISE PUSHOVER

Carregamento modal

Carregamento uniforme Carregamento modal

Deslocamento (m)

Forç

a B

asal ( k

N)

Deslocamento (m)

Fo

rça B

asal ( k

N)

Deslocamento (m)

Forç

a B

asal ( k

N)

Deslocamento (m)

Forç

a B

asal

( kN

)

10/ 21

introdução Método N2 Caso prático conclusõesAnálise Pushover

Parede rectangular

11/ 21

introdução Método N2 Caso prático conclusõesAnálise Pushover

Parede rectangularAPLICAÇÃO DO MÉTODO N2

Frame Auto Frame M-Curv.

Frame M-Rot. Shell

Deslocamento espectral (cm)

Acele

ração

esp

ectr

al (g

)

Deslocamento espectral (cm)

Acele

ração e

sp

ectr

al (g

)

Deslocamento espectral (cm)

Acele

ração

esp

ectr

al (g

)

Deslocamento espectral (cm)

Acele

ração e

sp

ectr

al (g

)

12/ 21

introdução Método N2 Caso prático conclusõesAnálise Pushover

Parede em LGEOMETRIA

13/ 21

introdução Método N2 Caso prático conclusõesAnálise Pushover

Parede em LANÁLISE PUSHOVER

Carregamento uniforme Carregamento modal

Carregamento uniforme Carregamento modal

Deslocamento (m)

Forç

a B

asal ( k

N)

Deslocamento (m)

Fo

rça B

asal ( k

N)

Deslocamento (m)

Forç

a B

asal ( k

N)

Deslocamento (m)

Forç

a B

asal

( kN

)

14/ 21

introdução Método N2 Caso prático conclusõesAnálise Pushover

Parede em UGEOMETRIA

Direcção x

15/ 21

introdução Método N2 Caso prático conclusõesAnálise Pushover

Direcção y

Parede em UANÁLISE PUSHOVER

Carregamento uniforme Carregamento modal

Carregamento uniforme Carregamento modal

Deslocamento (m)

Forç

a B

asal ( k

N)

Deslocamento (m)

Fo

rça B

asal ( k

N)

Deslocamento (m)

Forç

a B

asal ( k

N)

Deslocamento (m)

Forç

a B

asal

( kN

)

16/ 21

introdução Método N2 Caso prático conclusõesAnálise Pushover

Piso não simétricoGEOMETRIA

17/ 21

introdução Método N2 Caso prático conclusõesAnálise Pushover

Piso não simétricoANÁLISE PUSHOVER

Carregamento uniforme Carregamento modal

Carregamento uniforme Carregamento modal

Direcção x

Direcção y

Deslocamento (m)

Forç

a B

asal ( k

N)

Deslocamento (m)

Fo

rça B

asal ( k

N)

Deslocamento (m)

Forç

a B

asal ( k

N)

Deslocamento (m)

Forç

a B

asal

( kN

)

GEOMETRIA18/ 21

introdução Método N2 Caso prático conclusõesAnálise Pushover

Edifício

19/ 21

introdução Método N2 Caso prático conclusõesAnálise Pushover

EdifícioANÁLISE PUSHOVER

Carregamento uniforme Carregamento modal

Carregamento uniforme Carregamento modal

Direcção x

Direcção y

Deslocamento (m)

Forç

a B

asal ( k

N)

Deslocamento (m)

Fo

rça B

asal ( k

N)

Deslocamento (m)

Forç

a B

asal ( k

N)

Deslocamento (m)

Forç

a B

asal

( kN

)

20/ 21

introdução Método N2 Caso prático conclusõesAnálise Pushover

EdifícioAPLICAÇÃO DO MÉTODO N2

Direcção x

Direcção y

Frame M-Rot Shell

Frame M-Rot Shell

Deslocamento espectral (cm)

Acele

ração

esp

ectr

al (g

)

Deslocamento espectral (cm)

Acele

ração e

sp

ectr

al (g

)

Deslocamento espectral (cm)

Acele

ração

esp

ectr

al (g

)

Deslocamento espectral (cm)

Acele

ração e

sp

ectr

al (g

)

21/ 21

introdução Método N2 Caso prático conclusõesAnálise Pushover

- Os efeitos de torção são bastante visíveis nos elementos do tipo Shell e o mesmo não acontece nos elementos Frame.

- Diferença nos modos de vibração de acordo com o tipo de elementos a utilizar na modelação, com maior importância nos elementos Shell.

- Elementos Shell observa-se transição de Fase I para Fase II quando o betão é definido com resistência à tracção.

- Da aplicação do método N2, os elementos Shell são mais deformáveis mas apresentam um menor μ.

Conclusões

Análise Pushover com Elementos Shell em Paredes

Estruturais

Mário Alexandre Araújo Ferreira n.º 27567

Orientador: Professor Doutor Mário Arruda

Julho 2014

Prémio para a Melhor Dissertação em Estruturas