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Edifícios anti-sísmicos

Edifícios anti-sísmicos: tecnologias e técnicas para a segurança

Descubra a importância da edifícios anti-sísmicos, suas tecnologias e técnicas para garantir a resistência sísmica e proteger as estruturas dos terremotos


Num país sujeito a um constante risco sísmico, a importância de edifícios anti-sísmico capazes de resistir a este evento é crucial e indiscutível.

Neste artigo, aprofundaremos o tema da construção anti-sísmica, que vai além da mera resistência aos eventos sísmicos. Envolve também a adaptação das construções às variações das normativas de segurança sísmica ao longo do tempo. Este esforço visa garantir a proteção da vida humana, preservar os bens e a identidade cultural, minimizando os danos estruturais causados por terremotos.

Veremos como isso é possível com a assistência tecnológica de softwares de cálculo estrutural, sem os quais seria extremamente difícil, senão impossível, manter a segurança dos edifícios.

Cálculo estrutural com análise gráfica e mapeamento de cores -Edifícios anti-sísmicos

Cálculo estrutural com análise gráfica e mapeamento de cores

Compreender e enfrentar ameaças sísmicas

O conceito de risco sísmico é fundamental quando se trata de projetos. Especificamente, o risco sísmico refere-se à avaliação das ameaças, consequências e probabilidade de um terremoto numa determinada área geográfica. Esta avaliação é frequentemente realizada através de uma abordagem probabilística, baseada na análise de dados históricos e geológicos, ajudando a compreender a sismicidade de uma determinada região e a gerir as potenciais consequências de futuros terremotos.

Abordagem probabilística e parâmetros de projeto

A abordagem probabilística é uma ferramenta vital para determinar os parâmetros de projeto e garantir a segurança das construções. Baseia-se em dados estatísticos, uma vez que há uma grande incerteza tanto sobre quando ocorre um evento sísmico quanto sobre sua intensidade. Através deste método, procuram-se definir os níveis de resistência e proteção necessários para lidar com as diferentes possibilidades de terremotos que uma área pode enfrentar ao longo do tempo.

A compreensão do risco sísmico permite a avaliação dos efeitos que podem resultar desses eventos. Isso inclui a consideração dos potenciais danos às estruturas, a vulnerabilidade das pessoas e bens, bem como os métodos para minimizar os impactos negativos.

Inovação e adaptação

Os edifícios anti-sísmicos estão em constante evolução graças às inovações tecnológicas e à pesquisa. Adaptam-se às novas informações e descobertas sobre o comportamento sísmico, às diretrizes e regulamentos destinados a garantir a segurança das construções. O objetivo principal é minimizar os riscos para a vida humana e propriedades, através do design de edifícios capazes de resistir a terremotos e preservar a segurança das pessoas.

O design que leva em consideração o risco sísmico não é apenas um conceito teórico, mas se traduz em aplicações práticas. Engenheiros e arquitetos, apoiados por informações geológicas e regulamentares de segurança, projetam edifícios que, por meio de materiais, fundações e metodologias construtivas específicas, enfrentam eficaz e eficientemente as possíveis ameaças sísmicas.

Resistência e controle de tremores

As técnicas de edifícios anti-sísmicos giram em torno de conceitos cruciais de resistência aos tremores. A base desse enfoque é a consideração das ações sísmicas de projeto, ou seja, as forças dos eventos sísmicos que uma estrutura deve resistir. A estrutura, projetada para reagir elasticamente aos eventos sísmicos, é capaz de sofrer danos controlados e limitados, garantindo a segurança dos ocupantes e a integridade estrutural.

O conceito de resposta dúctil desempenha um papel essencial, permitindo que a construção se deforme de forma controlada, mantendo sua estabilidade global sem falhar abruptamente. Esta perspectiva é vital para garantir a segurança dos ocupantes e a robustez do edifício durante um terremoto.

Isso requer o uso de materiais e estruturas capazes de suportar essas forças e minimizar os danos estruturais resultantes de tremores.

Controle estrutural de um edifício com Edilus -Edifícios anti-sísmicos

Controle estrutural de um edifício com Edilus

Sistemas de controle passivo e dissipação de energia

A redução dos danos estruturais é um objetivo central no projeto anti-sísmico. Os sistemas de controle passivo concentram-se na dissipação da energia sísmica. Esses sistemas visam retardar ou minimizar os danos estruturais, oferecendo uma resposta dúctil em caso de terremoto. A principal função desses sistemas é limitar a extensão dos danos e preservar a integridade estrutural, garantindo a segurança das construções e das pessoas dentro delas.

Também é possível considerar outros sistemas para o controle das estruturas, reunindo informações e garantindo um monitoramento eficaz e preciso. Essas ferramentas de monitoramento da saúde das estruturas permitem tomar decisões oportunas com base em dados detalhados.

A aquisição de dados ocorre através do uso de sensores que medem variáveis como pressão do vento, chuva, temperatura, etc. Os dados são:

  • adquiridos com uma frequência de amostragem de 200 Hz;
  • submetidos a um pré-processamento (eliminação de efeitos de ruído, detecção e eliminação de “pontos fora da curva”, etc.);
  • transformados em grandezas relacionadas às variáveis ​​identificadas como objetivo do monitoramento;
  • analisados para determinar o estado da estrutura e identificar eventuais problemas;
  • usados para desenvolver soluções de manutenção preventiva.

Papel dos sistemas de controle passivo

Os sistemas de controle passivo de dissipação de energia utilizam uma série de estratégias. Por exemplo, o uso de amortecedores viscosos, isoladores sísmicos ou dispositivos que absorvem energia pode ajudar a limitar as forças sísmicas. Esses sistemas permitem à estrutura dissipar o excesso de energia sísmica e fornecer elasticidade controlada, reduzindo o risco de danos irreversíveis. A capacidade de absorver energia sísmica ajuda a proteger o edifício e a garantir uma resposta flexível e dúctil às forças sísmicas.

Benefícios e aplicações

Os sistemas de controle passivo, como os dispositivos que absorvem energia, oferecem benefícios significativos nos edifícios anti-sísmicos. Essas soluções não apenas podem reduzir os danos às construções, mas também garantem uma maior segurança para os ocupantes, permitindo que as estruturas mantenham sua integridade e funcionalidade mesmo após um terremoto. A aplicação desses sistemas requer um design e instalação precisos, mas os benefícios em termos de resistência e segurança sísmica são fundamentais para a durabilidade das construções.

As técnicas de Edifícios anti-sísmicos giram em torno de conceitos fundamentais de resistência às forças sísmicas, determinando a eficácia com que uma construção pode enfrentar eventos sísmicos. O uso de materiais e estruturas capazes de suportar tais forças é essencial para reduzir os danos estruturais resultantes de tremores.

Reforço estrutural para edifícios existentes

Muitas das estruturas atuais foram construídas em épocas em que as normas técnicas não consideravam adequadamente as forças sísmicas. Embora estivessem em conformidade com as regulamentações da época, essas estruturas sofreram danos significativos durante eventos sísmicos subsequentes. O tema do reforço das estruturas existentes não está estritamente ligado apenas a eventos sísmicos, mas é causado por várias questões:

  • degradação dos materiais: corrosão das armaduras, deterioração do concreto e degradação da alvenaria;
  • mudanças estruturais: alterações no layout ou nas cargas;
  • aumento das cargas: aumento das forças atuantes;
  • eventos imprevistos: como incêndios, instabilidades hidrogeológicas ou afundamentos do solo.

Reforço de edifícios em concreto armado

Os eventos sísmicos destacaram padrões de colapso típicos em estruturas de concreto armado. Para mitigar ou eliminar tais danos, várias técnicas de reforço podem ser adotadas:

  • incremento da resistência e/ou rigidez com a adição de uma estrutura externa, sistemas contraventados ou paredes de concreto armado;
  • incremento da resistência e/ou rigidez através do reforço de pilares com concreto armado ou com revestimento metálico;
  • incremento da capacidade de deformação e ductilidade através de envoltórios em PRFV ou revestimento com concretos fibrados de alta performance.

Esta última intervenção é mais vantajosa em comparação com as outras, pois permite agir localmente, obtendo resultados positivos em termos globais da estrutura. Há um aumento na capacidade de deformação, conferindo aos elementos individuais uma maior ductilidade ou corrigindo a hierarquia das resistências.

Os sistemas FRP e HPC permitem alcançar tais objetivos com vantagens consideráveis em comparação com técnicas tradicionais em termos de custos e prazos de execução, facilidade de implementação, redução dos espaços internos utilizáveis, durabilidade e, principalmente, menor influência no aumento das massas e rigidezes globais originais.

Reforço de um pilar deteriorado

Reforço de um pilar deteriorado

Reforço de edifícios em alvenaria e madeira

As estruturas em alvenaria e madeira, frequentemente encontradas no patrimônio da construção histórica, são particularmente vulneráveis a esforços sísmicos. Materiais compostos como os sistemas FRP e FRCM têm demonstrado eficácia na mitigação do risco sísmico, mantendo uma abordagem de compatibilidade estrutural e sustentabilidade econômica.

Sistemas FRP e os benefícios de um material inovador

Os Polímeros Reforçados com Fibras (FRP) representam uma tecnologia inovadora amplamente utilizada na construção para o reforço de estruturas. Esses materiais compostos, constituídos por uma matriz polimérica reforçada com fibras, surgiram no âmbito aeroespacial para se expandirem com sucesso para o setor da construção. Sua flexibilidade e leveza permitem uma ampla gama de aplicações, especialmente no reforço de elementos estruturais existentes.

Vantagens dos Sistemas FRP

Os FRP, ao contrário das técnicas tradicionais, oferecem inúmeras vantagens para edifícios anti-sísmicos, tais como:

  • incremento das resistências e ductilidade estrutural – entre as principais vantagens oferecidas pelos sistemas FRP, está um aumento significativo na resistência das estruturas sem impor modificações estruturais visíveis. Os materiais FRP permitem uma melhoria das capacidades de carga e propriedades mecânicas dos elementos reforçados, garantindo uma excelente adaptabilidade. Além disso, conferem maior ductilidade à estrutura, permitindo uma melhor gestão das deformações e uma melhor absorção dos esforços sísmicos.
  • Execução rápida e impacto reduzido – outra vantagem crucial é a rapidez na execução das aplicações de reforço com os sistemas FRP. Essas intervenções requerem menos tempo do que as técnicas tradicionais e não afetam significativamente a estética do edifício. A instalação é mais rápida e não demanda longos períodos de inatividade da estrutura, garantindo um retorno rápido ao uso regular do edifício.
  • Sustentabilidade econômica e resistência química – os materiais FRP possuem uma notável sustentabilidade econômica. A implementação desses sistemas requer menos equipamentos especiais, reduzindo custos e tempo de intervenção. Além disso, oferecem resistência química, reduzindo o efeito de corrosão e aumentando a durabilidade das estruturas.
  • Inovação e eficiência – os sistemas FRP tornaram-se uma escolha preferida no setor de reforço estrutural. Suas diversas qualidades, incluindo resistência, flexibilidade, rapidez de execução e sustentabilidade econômica, os tornam uma solução eficaz e confiável.

Vídeo da aplicação de reforços em estruturas de alvenaria

No seguinte vídeo, mostro um exemplo de como você pode utilizar um software de cálculo estrutural para garantir a segurança de edifícios anti-sísmicos.

 

 

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