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Método dos macro-elementos – "Vulnus" e "C-Sisma"
Habitualmente, a verificação da segurança dos edifícios antigos de alvenaria e madeira é feita a partir da análise estrutural de modelos em regime elástico, utilizando programas de cálculo automático estandardizados, numa extensão da abordagem usada na construção nova. Ao pretender-se aplicá-la a construções antigas a reabilitar, encontram-se vários obstáculos (difícil idealização da estrutura em termos dos elementos correntemente utilizados, desconhecimento quer das alterações neles introduzidas quer do estado de tensão daí resultante, comportamento inelástico da alvenaria).
Uma abordagem alternativa com interesse para a verificação da segurança sísmica dos edifícios deste tipo – confirmada pela observação de edifícios atingidos por recentes sismos em Itália -- é a dos designados "macro-elementos", definidos como elementos da construção caracterizados por um comportamento sísmico próprio, cujo equilíbrio é estudado através de modelos cinemáticos, quer no plano, quer fora do plano. Usando esta abordagem é possível calcular, para cada um, um "coeficiente de colapso", "c", que representa o multiplicador das massa envolvidas, capaz de levar o elemento ao colapso. Esta abordagem é concretizada, na presente comunicação*, através de dois procedimentos complementares: O "Vulnus", e o "C-Sisma".
O procedimento "Vulnus" permite combinar diferentes mecanismos para analisar globalmente a vulnerabilidade sísmica de edifícios suficientemente regulares (em planta e em elevação) e altura limitada, tendo em consideração o tipo de ligação entre os elementos estruturais. Permite obter dois índices I1 e I2, representando os coeficientes limites respectivamente no plano e fora do plano. Além disso, com base em informação específica de diagnóstico (recolhida utilizando um formulário pormenorizado), permite determinar um índice I3 para avaliação global da vulnerabilidade, curvas de fragilidade e cenários de dano de acordo com a classificação EMS98.
O procedimento "C-Sisma" selecciona no edifício os macro-elementos mais significativos, aplica um número de diferentes mecanismos cinemáticos isolados de colapso, no plano e fora do plano, indica o menor coeficiente sísmico, correspondente ao mecanismo mais frágil dentre os que podem ocorrer e tem capacidade para desenvolver a avaliação de acordo com os requisitos regulamentares."
*"AVALIAÇÃO DA VULNERABILIDADE SÍSMICA DOS EDIFÍCIOS POMBALINOS UTILIZANDO A ABORDAGEM DOS MACRO-ELEMENTOS", Maria Rosa Valluzzi (Univ. Pádua), Vítor Cóias (Oz Ld.ª), Marco Munari (Univ. Pádua) 4as Jornadas Portuguesas de Engenharia de Estruturas, Dezembro 2006.
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Uma das várias formas de modelação de estruturas de alvenaria de pedra é constituída pelo "Método dos Elementos Discretos", ou "Método dos Blocos", onde se admite que a deformabilidade do sistema é representada totalmente pelas superfícies de descontinuidade. Está, assim, a admitir-se que os elementos (blocos) são indeformáveis, o que está próximo da realidade.
A Oz está em condições de fornecer serviços de modelação estrutural utilizando o potente "software" "Diana", desenvolvido pela TNO.
O "software" utilizado pela Oz, baseado no método dos elementos finitos, permite efectuar análises estáticas e dinâmicas, em regime linear ou não linear, o que o torna particularmente versátil e apto para estruturas complexas, como, por exemplo, edifícios antigos de alvenaria.
Dado o seu profundo conhecimento da área da patologia e da reabilitação de construções recentes e antigas, a empresa está em condições de fornecer aos seus Clientes, não só o modelo analítico, mas também um conjunto de sugestões quanto às estratégias e às técnicas a adoptar nas intervenções de reparação e reforço.
Estes serviços interessam não só aos utentes ou responsáveis últimos das construções em causa, mas também, aos próprios gabinetes de projecto encarregados de conceber e projectar as intervenções de reabilitação.
Figura 1 - Casa do Lanternim, Mértola: vista do alçado principal e modelo de elementos finitos adoptado para a análise global. Figura 2 - Quarteirão do Martinho da Arcada, Lisboa: vista da fachada principal e modelo de elementos finitos adoptado para a análise global.
Figura 3 - Análise plana linear do Santuário de Santo Cristo no Outeiro, Bragança: representação sob a estrutura deformada das tensões principais (kPa) máximas e mínimas. Figura 4 - Igreja de São Francisco, na Horta: tensões principais de compressão (kPa) para as acções verticais (alçado Norte e perspectiva).
Figura 5 - Igreja de São Francisco, na Horta: fendilhação para o sismo +Y para 86% da acção sísmica prevista, considerando o efeito de diafragma da cobertura (representação das extensões principais máximas).