Avaliação de soluções de reforço para edifícios com r/c vazado

Abstract

A avaliação da vulnerabilidade e o reforço de edifícios existentes de betão armado, nomeadamente face à sua segurança à ação sísmica, é um tópico de elevada importância e premência, tal como comprovado nos recentes sismos ocorridos por todo mundo, e particularmente em países do sul da Europa. Assim, reconhece-se que deve dar-se atenção à investigação na área da análise e reforço das construções existentes. Algumas soluções arquitetónicas adotadas até aos anos 70, combinadas com a prática naquele período do projeto estrutural, e particularmente no simplificado ou inexistente cálculo sísmico, fizeram com que muitas dessas estruturas tenham associada uma vulnerabilidade elevada, podendo sofrer danos consideráveis se solicitadas por um sismo. O objetivo deste trabalho é o estudo de várias soluções de reforço para edifícios existentes de betão armado, particularmente edifícios com comportamento potencialmente condicionado pelos mecanismos tipo soft-storey. Foram estudados duas estruturas de edifícios de betão armado, representativas de algumas famílias de edifícios existentes em países do sul da Europa. Para ambas as estruturas estudaram-se dois cenários, num deles considerou-se a existência de painéis de alvenaria de enchimento em todo o edifício excetuando ao nível do piso térreo, e noutro considerou-se a inexistência de paredes de alvenaria em todo o edifício. Desta forma estuda-se a influência, já comprovada em trabalhos anteriores, dos painéis de alvenaria na resposta dos edifícios à ação sísmica. A ferramenta numérica utilizada neste trabalho para a simulação do comportamento dos edifícios é o programa SeismoStruct. Foram realizadas análises não-lineares, estáticas e dinâmicas, para a avaliação do comportamento desses edifícios face às ações sísmicas. Foram implementadas nos modelos numéricos diferentes soluções de reforço, nomeadamente: o encamisamento de pilares recorrendo ao betão armado, a adição de paredes resistentes de betão armado, a introdução de contraventamentos metálicos e contraventamentos metálicos com dissipadores de energia. Os resultados das análises da resposta dos edifícios reforçados são confrontados com os respetivos resultados das estruturas originais, deduzindo-se sobre a melhoria do desempenho estrutural com cada tipo de reforço estudado.

The assessment of vulnerability and retrofit of existing buildings, particularly in what concerns to their seismic safety, is a topic of high importance and emergency, as evidenced by the recent earthquakes around the world, particularly in countries of southern Europe. Thus, it is recognized that attention should be given to research in the theme of analysis and strengthening of existing buildings. Some architectural solutions adopted in decade of 1970, combined with the practice at that time of the structural design, and particularly in simplified or nonexistent seismic calculation, made many of these structures have an associated high vulnerability, and may suffer high damages if requested by an earthquake. The objective of this work was to study different solutions to improve seismic safety of existing reinforced concrete buildings, particularly with potentially soft-storey mechanism. Two reinforced concrete buildings, representing existing buildings in southern of Europe have been study. For both buildings it was studied two scenarios, one of them considered the presence of masonry infill panels in entire building except the ground floor, and another considered the absence of masonry infill panels throughout the building. It was observed the influence, already proven in previous works, of the masonry infill panels in seismic response. The numerical tool used in this work to simulate the behavior of buildings is the program SeismoStruct. Nonlinear analyses, static and dynamic, have been tested to evaluate the behavior of these buildings against seismic actions. Different retrofit techniques have been tested, namely: reinforced concrete jacketing, addition of reinforced concrete shear walls, addition of steel bracings and addition of steel bracings with energy dissipation systems. The results of the response of reinforced buildings are faced with the respective results of the original structures, deducting about the structural performance of each type of retrofit technique studied.