O método de cálculo do terremoto da UBC de 1997 não é um processo complicado e pode ser facilmente adaptado ao projeto, embora se espere que os cálculos sejam complicados.
Antes de nos aprofundarmos no processo de projeto de terremotos e no exemplo de projeto de terremotos da UBC de 1997, vamos discutir alguns princípios básicos do projeto de terremotos.
O que é um terremoto?
São tremores e vibrações na superfície da Terra causados pelo movimento subterrâneo de um plano de falha ou por atividade vulcânica.
Isto leva a uma liberação repentina de energia e, como resultado, à criação de ondas sísmicas.
Existem três tipos básicos de ondas sísmicas.
- Ondas primárias (P)
- Ondas secundárias (ondas S)
- Ondas de superfície
A localização do terremoto é determinada com base nas ondas primárias e secundárias.
Conceito de projeto para cargas sísmicas
Essencialmente, os dois conceitos a seguir são aplicados ao sistema estrutural.
- Viga forte e pilar fraco
- Sistema de parede cantilever dúctil
Agora vamos passar ao tópico principal, o processo de projeto sísmico da UBC 1997.
Tipos de análise sísmica
Existem essencialmente dois tipos de análise sísmica.
Existe o seguinte.
- Análise estática
- Análise dinâmica.
Análise estática
Aplicamos as cargas sísmicas como cargas estáticas à estrutura e realizamos a análise de carga estática.
O principal fator é que as forças do terremoto são consideradas estáticas.
Neste método, calculamos o cisalhamento de base de acordo com os parâmetros relevantes. O cisalhamento de base é então distribuído pela estrutura de acordo com a massa e a altura.
Por exemplo, consideremos um edifício com quatro andares. Usamos o método de massa de queda para analisar a estrutura neste método. A massa de cada piso é vista como uma massa à altura do piso. Consequentemente, a força de impulso base é distribuída por todo o edifício.
Embora as cargas sejam consideradas estáticas, o carregamento não linear do material pode ser levado em consideração na análise.
Análise dinâmica
O efeito dinâmico das cargas é levado em consideração na análise. A análise leva em consideração não só a não linearidade do material, mas também a não linearidade da carga.
Usamos dois métodos para análise dinâmica.
- Análise do espectro de resposta
- Análise do curso do tempo
Combinação de carga UBC 1997
Estado limite último (ULS) As combinações de carga devem ser as seguintes.
- 1.4T
- 1,2D + 1,6L + 0,5 (LR ou S)
- 1,2D + 1,6 (LR ou S) + (f1L ou 0,8W)
- 1,2T + 1,3B +f1L + 0,5 (LR ou S)
- 1,2 D + 1,0 E + (f1L + f2S)
- 0,9D ± (1,0E ou 1,3W)
Aplica-se o seguinte: D – carga permanente, L – carga móvel, Lr – carga móvel no telhado incluindo todas as reduções permanentes, S – carga de neve, W – carga de vento, E – carga sísmica.
F1 = 1 para pisos em locais de reunião públicos, cargas de tráfego superiores a 4,9 kN/m2 e para cargas de tráfego em garagens
De outra forma
F1 = 0,5
F2 = 0,7 para formas de telhado (por exemplo, telhado em dente de serra) onde a neve não cai da estrutura
F2 = 0,2 para outras configurações de telhado.
Nota: Para betão e alvenaria, as combinações de cargas consideradas são multiplicadas por 1,1 se a combinação de cargas incluir forças sísmicas.
Estado limite de utilização (SLS) combinações de carga
- D
- D + L + (LR ou S)
- D+ (W ou E/1,4)
- 0,9D±e/1,4
- D + 0,75(L + (LR ou S) + (W ou E /1,4))
Projeto de terremoto UBC 97 – método estático
Ao projetar para cargas estáticas, as etapas a seguir são seguidas.
- Calcule o cisalhamento base usando os parâmetros relevantes.
- Em seguida, distribua a carga de acordo com a massa e altura de cada nível.
- Então continuamos com a análise. Nesta análise, podemos levar em consideração a não linearidade de outros materiais para aproveitá-los ao máximo.
- Além disso, o método estático é mais simples que todos os outros métodos e fácil de usar.
Cálculo da força de impulso base
As equações a seguir são usadas para calcular a força de cisalhamento de base no processo de projeto do terremoto UBC de 1997.
Dependendo do período da estrutura, precisamos calcular o Ft que será aplicado no topo da estrutura.
O texto a seguir foi retirado do UBC 97 para explicar melhor o método de distribuição de força vertical.
Usando as Equações 30-4 a 30-15, a força estática do terremoto pode ser calculada. Os parâmetros necessários para este cálculo podem ser encontrados na tabela fornecida no código.
- Z – Fator de Zona Sísmica: Tabela 16-I
- I – Fator de Importância Sísmica: Tabela 16-K
- R – Coeficiente de ductilidade: Tabela 16-N
- Ca – Coeficiente Sísmico: Tabela 16-Q
- Cv – Coeficiente Sísmico: Tabela 16-R
- Na – Tabela de Cisalhamento Próximo 16-S
- Nv – força próxima à fonte Tabela 16-T
Vamos discutir alguns fatores importantes no projeto do terremoto da UBC em 1997.
O artigo Exemplo de projeto resistente a terremotos da UBC 1997 Para obter mais informações sobre os aspectos de projeto e métodos de cálculo, consulte.
Fator de Zona Sísmica – Z
Este é o fator que representa a força das acelerações do solo.
Existem zonas de tamanho de acordo com UBC 97. Cada zona tem uma aceleração máxima de solo diferente. Há também um mapa de zoneamento dos EUA.
Contudo, ao planear o nosso terreno, podemos ignorar o mapa e selecionar a zona apropriada com base na aceleração máxima do solo para a qual a estrutura deve ser projetada.
A tabela a seguir lista as zonas UBC-97 e os picos de aceleração do solo correspondentes.
| Zona | Z | Aceleração máxima do solo |
| 0 | 0 | 0 |
| 1 | 0,075 | 0,075g |
| 2A | 0,15 | 0,15g |
| 2B | 0,2 | 0,2g |
| 3 | 0,3 | 0,3g |
| 4 | 0,4 | 0,4g |
Mais informações sobre zonas sísmicas, artigos da Wikipedia, Zonas sísmicas poderia ser encaminhado.
Mudança de chão
O deslocamento dos pisos deve ser limitado para evitar danos aos elementos não estruturais. De acordo com UBC 97, o seguinte procedimento deve ser utilizado.
ΔS = Mudança responsiva no nível de design.
Isto vem da análise estática e é o deslocamento relativo no nível que estamos considerando.
ΔM = Deslocamento máximo da reação elástica
Isso pode ser calculado usando a seguinte equação.
ΔM = 0,7RΔS
Os limites de deslocamento do piso são classificados de acordo com o período de construção da estrutura.
ΔM ≤ 0,025 h para T < 0,7 segundos
ΔM ≤ 0,02h para T ≥ 0,7 segundos
onde h é a altura do chão
O artigo diferentes tipos de cargas laterais Para obter mais informações sobre outros tipos de cargas laterais aplicáveis, consulte o artigo Sistemas para absorção de cargas laterais Para obter mais informações, você pode consultar o seguinte.
