A Ação dos Sismos Sobre os Edifícios
Porque é que alguns edifícios não caem?
Equipa CIV:
Cátia Pereira Gerardo Menezes João Carvalho Manuel Silva Rui Lima Sandra Soares
Sismos
Sismos são vibrações bruscas e passageiras, geralmente inesperadas,
que têm como origem movimentos das placas rochosas ou atividade
vulcânica que por sua vez libertam energia sob
a forma de calor e de
ondas elásticas.
Propagação de ondas sísmicas
Ondas Sísmicas
Ondas profundas
Ondas P Ondas S
Ondas superficiais
Ondas de Love
Ondas de Rayleigh
Avaliação sísmica
• Os sismos são
avaliados de acordo com a quantidade de energia libertada
(magnitude) que é nivelada pela escala de Richter e conforme os estragos causados (intensidade) a partir da escala de Mercalli.
Projecção de edifícios
Não se opta por um edifício 100%
resistente
Para poupança de recursos económicos
Para diminuir a robustez do
edifício
Resistência aos movimentos do
solo
Sofrendo danos, mas não colapsos
Assegurando as pessoas e o conteúdo do
edifício
Salvaguardando edifícios como
hospitais e bombeiros
Para que possam ter condições para
trabalharem após um sismo
Tamanho
abana muito durante um sismo com movimentos horizontais
sofre danos devastadores durante o sismo
as forças
horizontais podem ser demasiadas para as paredes laterais
Forma Horizontal Forma Vertical
•
Paredes em betão armado devem
prolongar-se até ao solo
•
Edifícios com variações
nas estruturas laterais
como pisos mais altos
que outros ou menos
paredes nuns pisos que
noutros tendem a ceder
nesses mesmos sítios.
Proximidade entre edifícios
•Choques durante as oscilações
•Os problemas são acrescidos quando os prédios têm
alturas diferentes.
• Torção
Devem ser construídos edifícios com geometria simétrica e com uma distribuição de peso similar por todo o edifício.
• Ductilidade
Materiais dúcteis têm a capacidade de prolongar a elongação para além do momento em que
atingem resistência máxima aumentando a sua tolerância.
• Flexibilidade
Permite que o edifício oscile sem sofrer danos
suficientes para colapsar.
• Edifícios abertos
Os pilares e vigas nos andares abertos devem ter a capacidade de suportar 25 vezes a carga da
estrutura sem preenchimento.
• Pilares curtos
Evitar pilares de comprimentos diferentes uma vez que as mais curtas sofrerão mais danos.
• Importância do reforço vertical
Força a estrutura a dobrar em vez de balançar;
atrasa as fraturas X; previne o deslizamento e
colapso das paredes
• A alvenaria é feita de tijolo e argamassa e é muito frágil.
• O betão é mais resistente que a alvenaria sob forças de compressão.
• O aço é um material dúctil que lhe permite sofrer grande elongação antes de entrar em ruptura.
• O betão armado obtido pela junção de betão reforçado com elementos de aço que lhe
permite ser mais resistente aos sismos.
Hierarquia dos diversos elementos
• As fundações devem ser mais fortes que os pilares e estas mais fortes que as vigas.
• As juntas que ligam todos estes elementos não devem falhar para ser possível transmitir as
forças.
• Se forem as vigas a ceder então o edifício vai deformar mas não vai causar excessivos danos, porém se os pilares cederem vários danos podem ocorrer na zona superior e inferior causando
desse modo o colapso do edifício.
Exemplos de terramotos
• Haiti - Port au Prince (2010): Sismo de magnitude
7.0. Causos uma destruição entre 80 a 100% , o que mostra a fragilidade de edifícios construídos em
alvenaria com argamassa à base de lama, pilares esguios e sem reforço em betão.
• Japão – Honshu (2011): Sismo de 9.0 na escala de
Richter. Apesar de a destruição ser significativa, 197536 casas terem sido danificadas e 121656
destruídas, ela deveu-se essencialmente ao facto de o tsunami ter surgido no seguimento do tsunami. Os edifícios eram construídos com base em regras e
sistemas antissísmicos.
Paredes Resistentes
• Têm como função resistir a cargas laterais.
•
Blocos de borracha (com aditivos) de alto Amortecimento (HDRB) São conseguidos
amortecimentos entre 10 e 20 %.
•
Blocos de borracha com núcleos de chumbo
(LRB):
Elevados valores de
amortecimento através da
plastificação do núcleo de
chumbo.
Pêndulo
• O pêndulo consiste numa gigantesca bola que serve para contrabalançar os movimentos
causados na estrutura dum edifício devido a
fortes ventos e, principalmente, a sismos.
Outras formas de diminuir os prejuízos provocados pelos sismos
• A escolha adequada do terreno onde se vai construir (evitar locais propícios a deslizes de terra por exemplo);
• Fixar o prédio ao solo com fundações resistentes
• Todas as partes do edifício devem estar bem conectadas, funcionando este como um todo.
• Ter cuidado com as escadarias pois podem provocar uma excessiva força horizontal em diversos pisos.
• A amplitude de abertura das portas e janelas deve ser pouca para aumentar a resistência oferecida pela parede
• A tendência de queda da parede na direcção mais fraca pode ser contrariada diminuindo a diferença espessura/altura e comprimento.
