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Tipo: TCC
Título: Utilização da análise dinâmica linear no estudo do colapso progressivo de edifícios de concreto armado
Título em inglês: Use of linear dynamic analysis in the study of progressive collapse of reinforced concrete buildings
Autor(es): Alves, Juliana Cunha
Orientador: Parente Junior, Evandro
Palavras-chave: Colapso progressivo;Análise dinâmica;Segurança estrutural
Data do documento: 2017
Citação: ALVES, Juliana Cunha. Utilização da análise dinâmica linear no estudo do colapso progressivo de edifícios de concreto armado. 2017. 97f. Monografia (Graduação em Engenharia Civil) − Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2017.
Resumo: O colapso progressivo de uma estrutura ocorre a partir da propagação de um dano localizado para uma parte maior da estrutura. Apesar de ser um evento com pequena taxa de ocorrência e pouco abordado pelas normas brasileiras de projeto estrutural, sua ocorrência pode gerar danos irreparáveis, desde a perda total da estrutura até perdas humanas. Com o crescente interesse em critérios de falha, segurança estrutural e desempenho das estruturas, a prevenção do colapso progressivo passou a ser uma preocupação de projetistas e pesquisadores. Três métodos de análise estrutural são abordados por órgãos reguladores de diversos países: linear estático, não linear estático e não linear dinâmico. Por se tratar de um fenômeno dinâmico, as abordagens estáticas não representam de forma fiel o fenômeno do colapso progressivo. Por outro lado, a análise não linear dinâmica aborda os aspectos de vibração, amortecimento e não linearidade física e geométrica da estrutura, sendo a mais fiel ao fenômeno. No entanto, é uma análise bastante complexa, exigindo grande esforço computacional. Dessa forma, propõe-se estudar a viabilidade da utilização da análise dinâmica linear na verificação da resistência de estruturas de concreto armado ao colapso progressivo. Esta abordagem apresenta uma complexidade intermediária entre a utilização da análise estática linear e das análises não lineares. A metodologia proposta foi aplicada em uma estrutura regular de concreto armado dimensionada pela NBR 6118:2014 com o objetivo de avaliar o comportamento dinâmico da estrutura e avaliar o impacto da consideração da ocorrência do colapso progressivo em uma estrutura dimensionada pelo código brasileiro. Aspectos como esforços e deslocamentos, comparando com uma análise estática, ambas sem considerar o comportamento não linear da estrutura, também foram observados. Ademais, avaliou-se a capacidade da estrutura dimensionada pela norma brasileira para resistir ao colapso progressivo utilizando o procedimento presente no guia GSA dos anos de 2003 e 2013 como fonte bibliográfica. Os resultados obtidos mostraram que a estrutura dimensionada pela NBR 6118:2014 não era capaz de resistir ao colapso progressivo, entraria em colapso, devendo, portanto, ser redimensionada. A estrutura foi devidamente redimensionada, para resistir ao fenômeno do colapso progressivo, apresentando um considerável aumento na seção de concreto e armadura requerida em relação à estrutura originalmente projetada. A partir deste trabalho, pode-se concluir que o acréscimo de efeitos dinâmicos deve ser observado com mais critério pela norma brasileira.
Abstract: The progressive collapse of a structure occurs due to the propagation of a local damage to a larger part of the structure. Although it is an event with small occurrence rate and very few discussed by Brazilian structural design standards, its occurrence can cause irreparable damages, from total loss of the structure to human losses. With the increasing interest in failure criteria, structural safety and structural performance, the prevention of progressive collapse has become a concern for designers and researchers. Regulators from several countries address three methods of structural analysis: linear static, non-linear static and non-linear dynamic. Because it is a dynamic phenomenon, static approaches do not actually represent the progressive collapse phenomenon. On the other hand, the dynamic non-linear analysis adds the aspects of vibration, damping and the physical and geometric non-linear behavior of the structure, being the most reliable model of the phenomenon. Nevertheless, it is a highly complex analysis, which incurs high computational cost. Thus, this work proposes to assess the feasibility of the use of linear dynamic analysis for verification of the resistance of reinforced concrete structures to progressive collapse. This approach presents an intermediate complexity between the use of linear static analysis and non-linear analysis. We applied the proposed method in a regular reinforced concrete structure, designed by NBR 6118:2014, to evaluate the dynamic behavior of the structure. The impact of considering the occurrence of progressive collapse in a structure designed by the Brazilian code, measuring efforts and displacements was also assessed. We compared the results with a static analysis, but the non-linear behavior of the structure was not considered. In addition, the capacity of the structure to resist progressive collapse using the procedure presented in the GSA guide of the years 2003 and 2013 was adopted as a bibliographic source. The results showed that the structure designed by NBR 6118:2014 was not able to withstand the removal of a column, which would lead to the collapse of the structure. Thus, we resized the structure to withstand the phenomenon of progressive collapse, presenting substantial increase in the concrete volume and reinforcement when compared with the originally designed section. From the obtained results, we can conclude that the Brazilian standard should consider an addition of dynamic effects with more criteria.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/30764
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