Os acelerogramas artificiais utilizados no presente trabalho foram gerados usando o software Code_Aster. Tal decisão foi baseada na praticidade de uso posterior dos sinais obtidos, já que eles podem ser aproveitados diretamente para a realização de análises no mesmo programa, por este se tratar de um software de análise estrutural baseado no Método dos Elementos Finitos.
Portanto, nesta seção, um guia de utilização do programa para este fim específico será desenvolvido, levando em conta a abordagem teórica feita no item precedente para explicação da escolha de determinados valores e opções no programa.
A Figura 77 apresenta a tela inicial do programa. O módulo selecionado deve ser “Aster study”, tal como indicado pelo retângulo vermelho identificado por 1. Esse é o módulo do programa dedicado a gerenciar os comandos a serem executados por ele. Em seguida, deve-se adicionar um “Stage”, tal como indicado pelo retângulo 2. É nele que os comandos a serem executados, de maneira sequencial, serão inseridos.
Figura 77 - Tela inicial do Code_Aster
Fonte: Autor, 2020
O próximo passo é clicar em cima do “Stage” recém-criado. Após fazer isso, a barra indicada pelo retângulo 1 na Figura 78 ficará disponível. Ela é a responsável
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por inserir os comandos no “Stage”. Estes serão organizados em lista, por ordem de inserção, tal como indicado pelo retângulo 2. Quando se clica duas vezes em um comando, uma caixa de opções, indicada pelo retângulo 3 será aberta. Nela, os parâmetros de cada comando podem ser modificados.
Figura 78 - Organização dos comandos do Code_Aster
Fonte: Autor, 2020
Em seguida, uma lista de todos os comandos, em ordem de utilização, bem como onde eles podem ser encontrados dentro do software será explicitada. Então, cada um destes e seus parâmetros serão abordados em detalhe. O que deve ser utilizado é:
– Leitura de função: Functions and Lists > LIRE_FONCTION;
– Geração de acelerograma artificial: Pre Analysis > GENE_ACCE_SEISME; – Recuperação de uma função: Output > RECU_FONCTION;
– Realização de operações matemáticas com uma função (utilizado duas vezes): Functions and Lists > CALC_FONCTION
– Impressão de uma função em um arquivo de saída: Output > IMPR_FONCTION.
A3.1 Comando LIRE_FONCTION
Este é o primeiro comando a ser utilizado. Ele fornece para o programa o espectro de resposta ao qual o acelerograma artificial deve ser compatível. O quadro de sua edição pode ser visto na Figura 79. No campo “Name” pode-se definir um nome para o ele, aqui adotado como “Espectro”. Os demais campos são explicados a seguir:
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– “Filename”: serve para selecionar um arquivo de entrada;
– “Parameter name”: seleciona-se “FREQ”, pois o espectro é uma função da frequência (e ele deve obrigatoriamente ser dado assim, nunca em função do período);
– “Interpolation”: em “+” escolhe-se a opção “LOG” (para a geração de acelerogramas artificias o programa trabalha somente em escala logarítmica); e – “Right extension”: seleciona-se “CONSTANT”.
Figura 79 - Comando LIRE_FONCTION
Fonte: Autor, 2020.
O arquivo de entrada do espectro deve ser um arquivo de texto com duas colunas. Na primeira, tem-se um número de valores de frequência suficiente para se definir completamente o espectro, e na segunda o valor do espectro em aceleração correspondente àquela frequência.
A3.2 Comando GENE_ACCE_SEISME
Esse é o comando principal do procedimento. A Figura 80 e a Figura 81 apresentam seus parâmetros.
Figura 80 - Comando GENE_ACCE_SEISME - Parte
1 Figura 81 - Comando GENE_ACCE_SEISME - Parte 2
Fonte: Autor, 2020. Fonte: Autor, 2020.
Primeiramente, a opção SPEC_UNIQUE deve ser selecionada. Ela tem uma aba própria de edição de parâmetros, acessível através do botão “Edit...” ao seu lado, que será abordada mais à frente. Ela é a opção selecionada já que se quer ajustar um acelerograma a um único espectro. A título de informação, a opção “DSP” realizaria o procedimento descrito em 4.3.1, mas sem ajustar o acelerograma encontrado a um espectro de resposta específico. Os demais campos são preenchidos da seguinte forma:
– “PAS_INST”: passo de tempo para o qual o acelerograma será gerado; – “Gravitacional acceleration”: valor da aceleração da gravidade a ser adotado; – “DUREE_PHASE_FORTE”: duração da fase forte desejada para o sismo;
– “MODULATION”: tipo de função envelope a ser utilizado. Ele também possui uma aba de edição própria, na qual será selecionada a opção “JENNINGS_HOUSNER”;
– “NB_POINT”: número de pontos a serem adotados para registro do acelerograma. Perceba-se que ele, em conjunto com o campo “PAS_INST”, definem o tempo total de análise. O número de pontos deve ser obrigatoriamente par;
– “FREQ_FILTRE”: frequência do filtro de Clough & Penzien. Valores entre 0,05Hz e 0,125Hz são razoáveis para esse parâmetro (ÉLECTRICITÉ DE FRANCE, 2015) e (NGUYEN, 2017);
Agora, serão considerados os parâmetros da opção “SPEC_UNIQUE”. A Figura 82 mostra o campo de edição de seus comandos.
– “SPEC_OSCI”: selecionar o espectro de resposta lido anteriormente; – “AMOR_REDUIT”: a taxa de amortecimento do espectro de entrada; e
– “NB_ITER”: número de iterações desejados para adequação do espectro do acelerograma com o espectro alvo.
Figura 82 - Opção SPEC_UNIQUE
Fonte: Autor, 2020
A3.3 Comando RECU_FONCTION
Nesse comando, o acelerograma gerado pelo comando GENE_ACCE_SEISME é recuperado em formato de função, de forma a poder ser imprimido posteriormente. A Figura 83 mostra seus parâmetros.
Na opção “Table” deve-se selecionar o comando “GENE_ACCE_SEISME” e na opção “NOM_PARA_TABLE” a opção “FONCTION”.
A3.4 Comando CALC_FONCTION
Esse comando será utilizado para integrar numericamente o acelerograma, chegando à velocidade do movimento de solo, que é integrada mais uma vez para chegar-se ao deslocamento. Como os parâmetros do comando são idênticos para os dois casos, somete um deles será mostrado aqui, na Figura 84.
Deve-se selecionar a opção “INTEGRE” e, clicando-se no botão “Edit...” para acessá-la, selecionar, no campo “FONCTION”, o acelerograma recuperado pelo comando “RECU_FONCTION”. O procedimento deve ser repetido (adicionando-se um novo comando CALC_FONCTION) para integrar-se a velocidade.
Figura 83 - Comando RECU_FONCTION
Fonte: Autor, 2020.
Figura 84 - Comando CALC_FONCTION
Fonte: Autor, 2020.
A3.5 Comando IMPR_FONCTION
Os parâmetros desse comando estão explicitados na Figura 85. Ele é o responsável por imprimir a aceleração (acelerograma), a velocidade e o deslocamento do solo ao longo do tempo em um arquivo.
Figura 85 - Comando IMPR_FONCTION
Fonte: Autor, 2020.
– “COURBE”: clica-se três vezes na lista com um símbolo de “+”. Para cada um dos itens abertos seleciona-se uma das curvas que se deseja imprimir;
– “Filename”: escolhe-se um arquivo de saída no qual os dados serão registrados (esse arquivo não precisa ser pré-existente);
– “Format”: seleciona-se a opção “TABLEAU”.
A3.6 Geração do acelerograma
Para que o programa execute os comandos selecionados deve-se passar à guia, tal como indicado pelo número 3 na Figura 77. Nela, clica-se no nome do “Stage” desejado (por default “Stage_1) e no botão “Run”, na parte inferior da tela. É bom certificar-se que a opção “Auto-Refresh” está ativa, para que o programa atualize sua tela automaticamente em um certo intervalo de tempo. Quando o ícone ficar verde, os cálculos foram concluídos, e o resultado está pronto no arquivo de saída especificado no comando IMPR_FONCTION.
A3.7 Comentários sobre a utilização do programa
Destaca-se aqui que esse manual de utilização não tem a pretensão de explicar todas as possibilidades de comandos para geração de acelerogramas artificias. Ele foi feito com base, em determinados pontos, em escolhas do autor
(como, por exemplo, utilizar uma função envelope de Jennings, Housner e Tsai, citada no item 4.3.1). Caso um entendimento maior dos comandos do Code_Aster seja desejado, recomenda-se ler sua documentação de referência, disponível em