Trabalho Edifícios Altos

8/17/2019 Trabalho Edifícios Altos

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1. Introdução

Os constantes avanços nas áreas de materiais e técnicas construtivas, aliados com oprogresso das técnicas de análise e dimensionamento estruturais, têm tornado possível odesenvolvimento de projetos com estruturas cada vez mais altas e esbeltas e,conseuentemente mais !le"íveis.

#orém, juntamente com essa realidade, e"iste a vulnerabilidade uanto a ocorrência devibraç$es e"cessivas causadas por carregamentos din%micos, tais como sismos, aç$es deventos, trá!ego intenso, ocupação &umana, entre outros.

Figura: Mapa sísmico mundial.

'ma alternativa para minimizar essas vibraç$es, amplamente estudado nas (ltimas décadas, éo controle estrutural, ue tem como objetivo absorver e dissipar parte da energia da estrutura,mel&orando seu desempen&o !rente a essas perturbaç$es.

O controle estrutural, basicamente, promove uma alteração nas propriedades de rigidez eamortecimento na estrutura, seja pela adição de dispositivos e"ternos, seja pela ação de !orçase"ternas. )stes dispositivos podem ser classi!icados como passivos, ativos, &íbridos e semi*ativos.

Os dispositivos passivos não necessitam de alta tecnologia, de energia e"terna e nem de

manutenção permanente para desempen&ar de !orma satis!at+ria a sua !unção. Os ativos, pelocontrário, necessitam de uma !onte e"terna de energia, mas se adaptam s mudanças das!re-ências da e"citação, pela aplicação de uma !orça em um sistema secundário !i"o estrutura. Os dispositivos &íbridos são uma combinação dos dois tipos anteriores, passivo eativo, tornando*os mais e!icientes e econmicos. /inalmente, os controles semi*ativos têmpropriedades ajustáveis como os dispositivos ativos, mas não adicionam energia ao sistemaestrutural. 0vila, 23324.

5o ue diz respeito ao vento, até meados dos anos 63 desconsideravam*se as característicasmecánicas e estruturais das edi!icaç$es, como rigidez, !ator de amortecimento e distribuição demassas.

7oje em dia, as normas de projeto contemplam procedimentos para a previsão das respostasdin%micas, como a 589 612:;


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sintonização do amortecedor ao redor da !re-ência do sistema principal.


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2.2. Fluido MR

O fluido MR comum consiste nestas três partes:

• partículas de ferrocarbonila – de 20 a 40% do fuido é compostopor essa partículas maleáveis de erro com apenas ! a " micr#metrosde di$metro. ssas partículas s&o t&o 'nas (ue um pacote departículas de errocar)onila secas parece arin*a negra+

• um líquido transportador – as partículas de erro 'cam suspensasem um lí(uido normalmente o ,leo de *idrocar)oneto. -á nasdemonstra/es a água costuma ser usada+

• aditivos patenteados – o terceiro componente do fuido M é umsegredo mas a 1ord di (ue esses aditivos s&o colocados para ini)ir odep,sito gravitacional das partículas de erro promover sua

suspens&o aumentar a oleosidade modi'car a viscosidade e diminuiro desgaste.

Quando se aplica um ímã ao líquido, as partículas de ferrocarbonila se alinham parafazer com que o fluido endureça e fique sólido, fenmeno causado pelo campoma!n"tico de corrente direta, que faz as partículas se imobilizarem em uma polaridadeuniforme# O quanto a subst$ncia endurece depende da força do campo ma!n"tico# %asose retire o ímã, as partículas ficam li&res imediatamente#

Amortecedores

'rranha(c"us e pontes lon!as são suscetí&eis ) resson$ncia criada por &entos fortes eati&idades sísmicas# *ara diminuir o efeito de resson$ncia, " importante colocar !randes


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amortecedores no seu desenho para interromper as ondas ressonantes# +e estesequipamentos não forem colocados, tanto os pr"dios como as pontes podem tremer at"cair: um fenmeno bastante &isto quando acontece um terremoto#

O tamanho dos amortecedores depende do tamanho do pr"dio# - três classificaç.es para os sistemas de amortecimento:

• passivo – um amortecedor sem controle (ue n&o re(uer entrada deenergia para uncionar. 3 simples e geralmente )arato mas n&oconsegue se adaptar a necessidades dierentes+

• ativo – os amortecedores ativos s&o geradores de ora (ueempurram a estrutura ativamente para contra)alancear aspertur)a/es. &o totalmente controláveis e necessitam de umagrande (uantidade de energia+

• semi-ativo – com)ina características dos amortecedores ativos epassivos. m ve de empurrar a estrutura eles contrap/em omovimento com uma ora de resist5ncia controlada para redui6lo.&o totalmente controláveis mas precisam de um mínimo dealimenta&o de energia. 7o contrário dos amortecedores ativos elesn&o t5m o potencial para sair de controle e desesta)iliar a estrutura.8s amortecedores com fuido M s&o dispositivos semi6ativos (uemodi'cam seu nível de amortecimento variando a (uantidade decorrente ornecida para um eletromagneto interno (ue controla ava&o do fuido M.

/entro do amortecedor com fluido MR, uma bobina eletroma!n"tica " enrolada aoredor de três seç.es do pistão e, apro0imadamente, 1 litros de fluido MR são necess-rios

para encher a c$mara principal do amortecedor# /urante um terremoto, os sensores presos ao pr"dio irão a&isar o computador para fornecer car!a el"trica aosamortecedores, ma!netizando a bobina e fazendo o fluido MR solidificar(se# '!ora, oeletroma!neto, pro&a&elmente, ir- pulsar conforme as &ibraç.es ondulam pela estruturado pr"dio, fazendo com que o fluido MR alterne entre os estados líquido e sólido

milhares de &ezes por se!undo, al"m de tamb"m poder fazer a temperatura do fluido seele&ar# 2m acumulador de e0pansão t"rmica " preso no topo do in&ólucro do


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amortecedor para permitir que o fluido se e0panda conforme se aquece# ' função desseacumulador " impedir uma peri!osa ele&ação na pressão durante a e0pansão do fluido#

*r"dios equipados com amortecedores de fluido MR#

/ependendo do tamanho do pr"dio, poderia ha&er centenas de amortecedores possí&eis,com cada um deles sendo posicionado no piso e preso por braçadeiras soldadas em uma&i!a cruzada de aço# %onforme a construção começa a tremer, os amortecedores semo&em para tr-s e para frente para compensar a &ibração do choque# 'o receber forçama!n"tica, o fluido MR aumenta a quantidade de força que os amortecedores podem

e0ercer#

:. )"emplos de uso

:.1. )di!ício Citanium Fa #ortada G @antiago, =&ile

)di!ício com >2 andares e A pisos subterr%neos, totalizando 1B3 m.


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A estrutura do edificio é de concreto armado, sustentada por um núcleo rígido, pórticos

perimetrais e lajes protendidas. A cada 3 pisos foram incluídos dissipadores de energia

metálicos, que funcionam como amortecedores, reduzindo as deformações do edifício

em até !" no caso de sismos, além de dissipadores incluídos no sentido longitudinal

do edifício, escondido na cai#a dos ele$adores.

% edifício foi testado em ensaio de túnel de $ento, em um raio de &!!m. %s resultados

au#iliaram a refinar o modelo estrutural e ajudaram a mel'orar a aerodin(mica dos

$olumes do edifício. % núcleo rígido e as paredes de concreto armado formam um

pórtico, que é o maior responsá$el para resistir aos esforços de $ento.

)m 2A de !evereiro de 2313 ocorreu um terremoto de magnitude de pisos subterr%neos, totalizando >3< m.


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O sistema estrutural é composto por < super*colunas de 2,E3m:m, ligadas por vigastreliçadas, e o n(cleo é composto por 16 colunas, sendo E conjuntos de E colunas em cadacanto, !ormando um uadrado.


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Jurante o desenvolvimento dos projetos deste edi!ício, os engen&eiros c&egaram conclusãode ue o design da torre seria de vital import%ncia para minimizar os e!eitos do vento. )nsaiosindicaram ue e"clusão dos KcantosL do edi!ício reduziria o impacto do vento entre :3M e E3M.Isso reduziu também a possibilidade de !ormação de v+rte" de ventos.

?lém disso, !oi desenvolvido um sistema para dissipação de energia, com a instalação de umpêndulo !eito de aço, com 6 metros de di%metro e 663 toneladas, composta de l%minascirculares de 12,> m de di%metro, onde seu disco central pesa :3 toneladas, soldada a partir deum suporte de aço suspenso do B2N andar até o


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Jurante a construção do Caipei 131, um terremoto de 6,< graus na escala 9ic&ter atingiu aregião de Caipei, em 2332. O edi!ício não !oi a!etado.

:.E. Corre Daor G =idade do Dé"ico, Dé"ico

)di!ício com >B pavimentos, altura de 22>m


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O edi!ício !oi construído nos E níveis das estrutura subterr%nea com concreto armado. ?scargas laterais são em maior parte trans!eridos para o n(cleo do edi!ício, ue liga os pilares !undação. ? estrutura é toda de aço, sendo os pilares do perímetro da torre revestidos comconcreto até o :3N pavimento, e os pilares do centro da torre revestidos até o :>N pavimento.

)ste edi!ício está localizado entre as zonas sísmicas II e III, sendo esta (ltima a zona mais

!orte. Jesta !orma, este projeto é superior s normas de construção da =idade do Dé"ico,incluindo os reuisitos de normas para abalos sísmicos ue estão entre os mais e"igentes domundo. /oram estudados cerca de 2> sistemas estruturais no projeto para determinar osistema ideal para o edi!ício, em !unção dos !ortes abalos sísmicos e"istentes na região.

O sistema estrutural selecionado para este edi!ício está baseado em um sistema multi*redundante, realizado através da introdução do sistema dual 0sensível de!le"ão4 deresistência lateral da !orça convencional, em combinação com um sistema complementar deamortecimento 0sensíveis velocidade4. O resultado é um trio ue se espera para responder aenergia sísmica em um terremoto.

)ste sistema é composto de uma estrutura primária de contraventamento no perímetro da torre,em conjunto com um sistema tubular !ormado por uma estrutura perimetral e um tuboestruturado ao n(cleo do edi!ício. ? partir disso cria*se um poderoso sistema de super*diagonais, ue unindo*se estrutura principal do edi!ício consegue resistir ao es!orçossísmicos.

?lém disso o sistema !oi mel&orado através da incorporação de amortecedores com silicone!luido, localizados nas direç$es norte*sul e leste*oeste.

?o todo são B< amortecedores distribuídos ao longo da estrutura do edi!ício, sendo 2E paraabsorver cargas de >A3 toneladas de !orça e AE para absorver cargas de 2


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O edi!ício também !oi projetado para suportar cargas de vento con!orme normas locais.09egulamento de =onstruç$es do Jistrito /ederal4. 'm !ator adicional de segurança e con!orto!oi garantido através de ensaios de t(nel de vento.


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:.6. )di!ício ?gustinas G @antiago, =&ile

)di!ício com :6 andares e E subsolos.


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)ste edi!ício residencial possui um sistema de proteção sísmica ue consiste em 2amortecedores de massa sintonizada, de apro"imadamente 233 toneladas cada uma. =adasistema se ap+ia em E isoladores e E sistemas deslizantes, localizados no topo do edi!ício. )stesistema de proteção sísmica permite, em um terremoto, uma redução apro"imada de 2AM nade!ormação da estrutura.


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!.9. diício ar(ue 7raucano – antiago ;*ile

diício de 20 pisos e 9 su)solos.


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ste edi'cio possui um sistema de massa sintoniada composto por 2massas de apro0 toneladas cada.?ma delas está conectadaa um dissipador de semi6ativo magneteorol,gico (ue controla o movimentoreduindo a vi)ra&o do edi'cio.

!.>. diício @Auevo Bospital Militar de 1a einaC – antiago ;*ile

8 sistema antissísmico desta edi'ca&o consiste na implanta&o deisoladores elastoméricos a)ai


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stes isoladores possuem I0 cm de diámetro e !0 cm de altura sendo osmaiores utiliados no ;*ile e um dos maiores utiliados no mundo.


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s(uema do isolador elastomérico:

6lacas de ancoragem superior e inerior

6 ino de ancoragem

6nc*imento em c*um)o

6 ;amadas de )orrac*a e ao


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E. 'tilização de dispositivos no 8rasil


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Ao Jrasil oi instalado um sistema de controle passivo na onte io6Aiter,icom o o)Eetivo de evitar (ue grandes amplitudes de oscila/es induidaspor desprendimento de v,rtices seEam causadas por ventos comvelocidades relativamente )ai


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*ttp:LLpetciviluE.Rordpress.comLcategorSLestruturasLpageL"L

http://petcivilufjf.wordpress.com/category/estruturas/page/5/http://petcivilufjf.wordpress.com/category/estruturas/page/5/


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?balos sísmicos no 8rasil

Os moradores de 'la!oinha, um município, com cerca de 31 mil habitantes, localizadoem *4, a 551 6m de Recife, entre se!unda e terça(feira 789, con&i&eram com pelo o

menos ;< tremores, pro&ocados por terremoto, que te&e sua pontuação m-0ima, de =,5>

!raus na escala Richter# O re!istro foi feito pelo laboratório de +ismolo!ia da 2?R@ (2ni&ersidade ?ederal do Rio Arande do @orte# 'l!umas edificaç.es sofreram

rachaduras e de&erão ser analisadas pela /efesa %i&il# 4sse tipo de ocorrência no Brasil,entretanto, não " al!o inusitado# 4stima(se que anualmente aconteçam cerca de 388

abalos no país, de pequenas proporç.es#

's cidades de 'lc$ntaras 7%4, %aruaru 7*4, AranCa(*arazinho 7%4, Dcaraí de Minas7MA, Dtacarambi 7MA, Montes %laros 7MA, @orte de AO 7AO, *araíbuna 7+*,

*residente ?i!ueiredo 7'M, +anta %ruz do Ein!u 7MF, +obral 7%4, Faboporã 7MF eFaipu 7R@, entre outras, aparentemente não têm nada em comum# O que as relaciona,no entanto, " o fato de terem tamb"m sofrido recentemente abalos sísmicos, neste ano,

que foram re!istrados pelo Obser&atório de +ismolo!ia da 2nB ( 2ni&ersidade deBrasília# 4ssas são al!umas das localidades, que inte!ram uma lista, onde C- foramconstatados tremores de bai0a ou m"dia ma!nitude no país# 2ma realidade que "

desconhecida por !rande parte dos brasileiros#

+e!undo Aeor!e +and, chefe do Observatório Sismológico da UnB, o Brasil é o paísonde há a menor incidência de terremotos ou sismos no mundo (liberações de energia,

que não são suportadas pelas rochas), porque está no meio da placa tectônica sul

americana, ou se!a, não "ica em suas áreas peri"éricas, onde geralmente ocorrem os

atritos# O oceano 'tl$ntico, por sua &ez, " uma zona de di&er!ência, o que si!nifica queas placas se afastam, ao contr-rio do *acífico, que " de con&er!ência#

GOs abalos ocorrem, porque h- o mo&imento contínuo das placas tectnicas, quecomp.em a litosfera, que " a parte mais e0terna da Ferra# H formada por rochas e

minerais e " passí&el de rachadura ou fraturas, e fica at" 388 6m da superfície da FerraI,e0plica#

#pesar da locali$ação "a%orá%el do Brasil com relação a países como o &aiti e 'hile,

que estão em $onas de con%ergência, isso não impede que ha!a terremotos por aqui,

que %ariam de a *,+ graus, dentro da série histrica- ./istem algumas regiões com

maior ati%idade "ísica sismolgica- 01sso ocorre, porque nesses locais, há camadas

sedimentares, que e/ercem maior peso sobre a área, além de "alhas geolgicas2,e/plica- 3e acordo com 4and, esses locais "icam concentrados em trechos do 'eará e

no 5io 6rande do 7orte, em uma "ai/a de 89 :m a ;99 :m no mar, da costa de , anualmente, e a cada cincoanos, na fai0a dos 1># GO mais recente foi em +ão *aulo 71,5 !raus, em abril de 588J eo maior terremoto que ti&emos no país foi em *orto dos AaKchos, MF, de L,5 !raus, no

ano de 3911I, afirma#


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'l!umas uni&ersidades brasileiras e centros de sismolo!ia, que monitoram asati&idades, as repassam ao ór!ão# oCe são poucos locais de e0celência, como o

Obser&atório de +ismolo!ia da 2nB, o setor de +ismolo!ia do Dnstituto de 'stronomia,Aeofísica e %iências 'tmosf"ricas da 2+* e o laboratório de +ismolo!ia da 2?R@#

e&ando em consideração as cat-strofes mundiais, apesar de o Brasil ser um país quenão costuma re!istrar terremotos, a 'ssociação Brasileira de @ormas F"cnicas 7'B@Fapro&ou uma norma em 588L que fi0a requisitos para a construção de edifícios no paísle&ando em conta a ação de sismos#

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