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- Avaliação da resposta sísmica de edifícios sitos em solos brandos estratificadosPublication . Estêvão, João Manuel Carvalho; Da Silva, Elisa Maria De Jesus; Silva, Jorge Luís Pereira Faustino Dias daO Eurocódigo 8 exige um estudo mais aprofundado da resposta dinâmica de solos brandos classificados como tipo S1, tendo em vista o dimensionamento de edifícios. Neste trabalho apresenta-se uma metodologia visando a avaliação da segurança, ou o dimensionamento, de edifícios construídos sobre solos brandos estratificados. A metodologia proposta baseia-se nas velocidades das ondas de corte VS, obtidas de estudos geofísicos/geotécnicos, realizados in situ, tal como é proposto na parte 5 do EC8. A amplificação dinâmica das vibrações, em resultado dos contrastes das impedâncias dos diversos estratos, é obtida admitindo a propagação unidimensional das ondas sísmicas VS, na vertical, a partir do substrato rochoso. A resposta superficial é quantificada com base na análise não linear da coluna de solo sobre o substrato rochoso. A acção sísmica é caracterizada com base em vários acelerogramas “strong motion”, registados noutros países, em afloramentos rochosos, multiplicados por um factor de escala. Os factores de escala são obtidos de modo a que o espectro de resposta médio se ajuste ao espectro objectivo do EC8 (solo tipo A). A análise sísmica da estrutura do edifício é realizada com o espectro de resposta médio, que é obtido tendo em conta as funções de transferência determinadas para o terreno em estudo. Aplica-se a metodologia proposta a um caso de estudo no Algarve.
- O papel dos efeitos locais e das características da fonte na resposta sísmica de estruturas afetadas por sismos nos AçoresPublication . Estêvão, João Manuel Carvalho; Carvalho, AlexandraOs sismos que ocorreram nos Açores em 1980 e 1998, demonstraram o poder destrutivo destes fenómenos naturais sobre as construções existentes. Neste contexto, é de grande importância a caracterização da ação sísmica sobre os edifícios. Contudo, não é fácil identificar qual a influência individual das características da fonte e das condições geológicas locais nas distribuições de danos nas construções, a partir de acelerogramas registados em eventos sísmicos. Para ultrapassar esta dificuldade, foram usados sismos simulados na análise sísmica de estruturas. Assim, foram gerados diversos acelerogramas, resultantes de diferentes características da fonte, designadamente com diferentes padrões de deslizamento no plano da falha, e queda de tensão média, assim como diferentes perfis estratigráficos de solos de fundação típicos das ilhas dos Açores. Esses acelerogramas foram usados na análise não linear de uma estrutura de betão armado, permitindo entender quais as características da ação que mais influenciam os danos estruturais. Os resultados parecem evidenciar a importância das características dos terrenos de fundação na amplitude das vibrações sísmicas e no conteúdo espectral da ação.
- Parâmetros que condicionam os valores da casualidade sísmicaPublication . Estêvão, João Manuel Carvalho; Oliveira, Carlos SousaAs dispersões nos resultados das análises da casualidade sísmica têm originado alguma prudência na sua utilização em aplicações práticas de minimização de risco sísmico. Este trabalho visa a verificação, de forma sistemática e crítica, da influência de alguns parâmetros da análise, na credibilidade dos resultados, nomeadamente, o tipo de modelo probabilista adoptado, a delimitação das zonas geradoras de eventos sísmicos, a definição das leis de atenuação e a respectiva adequação à sismicidade verificada e às evidências sismotectónicas, no contexto da cidade de Lisboa.
- Metodologia de avaliação da vulnerabilidade sísmica: calibração e validação macrossísmicaPublication . Vicente, Romeu; Ferreira, Tiago M.; Maio, Rui; Costa, Alexandre A.; Estêvão, João Manuel Carvalho; Varum, Humberto; Costa, Aníbal; Oliveira, Carlos S.As metodologias disponíveis para estudar a vulnerabilidade sísmica do edificado tradicional de alvenaria em centros urbanos antigos, atendendo à escala e ao número de edifícios a avaliar, diferenciam-se marcadamente pelo volume de trabalho associado ao levantamento de informação, e seu tratamento, decorrente do processo de inspeção e do nível de detalhe associado. A metodologia aqui apresentada para a avaliação da vulnerabilidade sísmica de edifícios em alvenaria é baseada em estudos e levantamentos de danos pós-sismo, que evidenciam algumas das características que governam o comportamento das estruturas de alvenaria de edifícios antigos quando sujeitos à ação sísmica. Estas características são posteriormente tratadas como parâmetros a analisar na definição e construção de um índice de vulnerabilidade. Assim, neste artigo, a metodologia original apresentada é calibrada com base na informação recolhida após o sismo dos Açores de 1998, que infligiu graves danos em grande parte do edificado da Ilha do Faial. Esta calibração permitiu redefinir os pesos dos parâmetros e reclassificar as classes de vulnerabilidade de alguns dos parâmetros da metodologia de avaliação da vulnerabilidade sísmica.
- Novo método de análise de estruturas com alvenarias de enchimentoPublication . Estêvão, João Manuel Carvalho; Oliveira, Carlos S.Os sismos ocorridos em L’Aquila (Itália), em 2009, e em Lorca (Espanha), em 2011, são exemplos de sismos que evidenciaram os efeitos das alvenarias não estruturais de enchimento na resposta sísmica dos edifícios de estrutura em betão armado. O Eurocódigo 8 (EC8) também apresenta muitas referências aos efeitos negativos das alvenarias de enchimento nos pilares, referindo a necessidade de incorporar esses efeitos nos modelos quando se pretende explorar a ductilidade da estrutura, principalmente em situações de distribuição irregular desses painéis em planta e em altura. O processo mais usual de incorporar esses efeitos tem sido através da consideração de macromodelos, designadamente modelando o comportamento estrutural das paredes por intermédio de escoras diagonais. Neste trabalho, é apresentado um novo método, denominado por Método dos Elementos de Fibras de Contacto (MEFC), que recorre a micromodelos. São apresentados alguns casos de estudo que ilustram a importância da modelação destes elementos não estruturais, e também permitem demonstrar as potencialidades do novo método de análise de estruturas.
- Influência da modelação de elementos não estruturais no dimensionamento à acção sísmicaPublication . Estêvão, João Manuel Carvalho; Costa, Rui Carlos Gonçalves Graça eRealizou-se um estudo paramétrico sobre a influência de elementos não estruturais, executados em betão, no dimensionamento de elementos estruturais de betão armado, face às acções sísmicas regulamentares.
- Verificação experimental do nível de precisão do método dos elementos de fibras de contactoPublication . Estêvão, João Manuel Carvalho; Carreira, A. S.A obtenção de soluções analíticas de sistemas dinâmicos com distribuição contínua da massa apresenta uma elevada complexidade. Os problemas práticos envolvem, normalmente, um processo de discretização com maior ou menor número de graus de liberdade. Nestes problemas discretos, a massa do sistema dinâmico é concentrada num número finito de nós. Contudo, este processo de discretização origina soluções que correspondem somente a uma aproximação da solução exata, pois a massa está distribuída de uma forma contínua. O número mínimo de graus de liberdade a considerar na resolução deste tipo de problemas depende muito da sua natureza, e do método adotado para a análise da estrutura. O método dos elementos de fibras de contacto (MEFC) é um novo método de análise de estruturas, que pode ser usado na análise dinâmica de sistemas dinâmicos contínuos, pois recorre a micromodelos das estruturas. Para melhor entendermos a capacidade deste novo método nos resultados da análise dinâmica de uma estrutura, foi realizada uma comparação entre os valores obtidos via experimental e os obtidos pelo MEFC. Os resultados obtidos parecem indicar que este novo método pode conduzir a valores muito próximos dos obtidos por via experimental.
- The use of artificial neural networks to estimate seismic damage in traditional masonry buildingsPublication . Ferreira, Tiago Miguel; Estêvão, João Manuel Carvalho; Maio, Rui; Vicente, RomeuThe present paper aims to discuss alternative strategies to estimate earthquake damage inflicted to traditional masonry buildings through a comparative analysis of the results obtained resorting to two different approaches: a seismic vulnerability index scoring method and physical damage estimation, widely used in the past in numerous large-scale earthquake risk assessment studies, and an innovative approach based on the use of Artificial Neural Networks. The post-earthquake damage data collected in the aftermath of the magnitude VII earthquake that struck the Azores archipelago (in Portugal) on July 9, 1998, was used to generate real damage data for a set of traditional masonry buildings located in the island of Faial. This data was then compared to the analytical results obtained through the referred approaches for different macroseismic intensities, IEMS-98. Finally, the fitting of the mean damage grade values estimated by the scoring method and calculated through the artificial neural network are compared and critically discussed.
- Using the new Fibre Contact Element Method for dynamic structural analysisPublication . Estêvão, João Manuel Carvalho; Carreira, A. S.In literature, there are many methods proposed for structural analysis based on discrete element formulations, mainly for nonlinear problems. One of these new methods is the Fibre Contact Element Method (FCEM). Many of these methods have been used for structural dynamic analysis problems. However, there are some questions about their precision in capturing the dynamic elastic response of structures when comparing to methods based on continuous models, like the well known Finite Element Method (FEM). For this reason, the results obtained with FCEM were extensively compared with FEM results and with laboratorial tests, to better understand the performance of this new method in capturing the elastic dynamic response of structures. Results indicate that this kind of discrete methods are able to determine the vibration modes of a structure with equal or better precision level than the obtained with FEM. FCEM was also used to capture the dynamic response of a reinforced concrete frame with infill walls, as a way to show the method capabilities in reproducing the dynamic behaviour of structures that have an almost continuous mass distribution.
- Análise da perigosidade sísmica do Algarve: o passado e o futuroPublication . Estêvão, João Manuel CarvalhoOs sismos ocorridos na última década, um pouco por todo o mundo, têm apresentado valores de vibração muito superiores aos espectáveis através dos estudos tradicionais de perigosidade sísmica. Este facto é de especial importância para o Algarve, tendo em conta a proximidade da região em relação às principais fontes sísmicas de que existe conhecimento no continente Português, e tendo em atenção aos relatos históricos de destruição ocorrida no passado. Os estudos realizados no passado para a região têm apresentado uma grande dispersão de resultados, o que agrava a incerteza sobre qual será o nível de vibração sísmica provável. Neste trabalho, são apresentadas algumas possíveis origens da variabilidade dos resultados dos diversos estudos feitos até ao momento para o Algarve, assim como são apresentados alguns desafios para a realização de futuros estudos para a região.