Análise comparativa de dimensionamento de um edifício de vários pisos com base no EC3 e EC3+EC8

Abstract

Structures are exposed to the various actions during its useful life, of which seismic action plays a relevant role. The importance of this action is from general knowledge, however it is impossible to predict the instant that occurs and its intensity. Therefore, it is essential that this action be properly considered while the projects of the structures located in areas of medium and high seismicity are made, otherwise it can have serious consequences, such as loss of human life, collapse of structures and high economic losses.This dissertation is based on the mentioned above, which is focused on a parametric study of the design of a building with metallic and composite structure, belonging to the high ductility class (DCH), considering three different structural configurations (three, six and nine floors), subjected to different levels of seismic intensity (null, medium and high). The structure takes advantage of a system of Moment Resisting Frames to resist horizontal actions. The design was carried out on the basis of the current European standards, Eurocode 0, Eurocode 1, Eurocode 3 and Eurocode 8. Structural analysis by the response-spectrum method was performed using the Autodesk® ROBOT ™ Structural Analysis Professional software. Regarging the cross sections strength verification of the structural elements, the SemiComp Member Design worksheet and the LTBeam software were used for the buildings in which seismic action was considered null. For the buildings dimensioned considering the seismic action, an Excel spreadsheet was created to verify the cross sections.With this work it is intended to evaluate the amount of steel required for each solution, which allows a direct comparison of the cost increment of the metallic and mixed structures with the increase of floors number and seismic intensity.

As estruturas encontram-se expostas a diversas ações durante o seu período de vida útil, das quais a ação sísmica pode assumir um papel condicionante. A importância desta ação é bem conhecida; no entanto, é impossível prever o instante em que ocorre e a sua intensidade. Torna-se por isso fundamental que a ação sísmica seja devidamente considerada aquando da realização dos projetos das estruturas situadas em zonas de média e elevada sismicidade; caso contrário, pode gerar graves consequências, como perda de vidas humanas, deformações permanentes ou até o colapso das estruturas, provocando assim elevadas perdas a nível económico.Esta dissertação enquadra-se no tema referido acima, sendo que esta contempla um estudo paramétrico relativo ao dimensionamento de um edifício em estrutura metálica e mista, pertencente à classe de ductilidade alta (DCH), que tira partido de um sistema de pórticos para resistir às ações horizontais, com três diferentes configurações em termos de altura (três, seis e nove pisos) e sujeitas a diferentes níveis de intensidade sísmica (nula, média e elevada). O dimensionamento foi realizado com base nas normas Europeias em vigor, o Eurocódigo 0, Eurocódigo 1, Eurocódigo 3 e o Eurocódigo 8. Para a análise das estruturas recorreu-se a uma análise modal por espetro de resposta, utilizando o software Autodesk® ROBOT™ Structural Analysis Professional. No que diz respeito à verificação da resistência das secções transversais dos elementos estruturais, foi utilizada a folha de cálculo SemiComp Member Design, e ao software LTBeam para os edifícios em que se considerou a ação sísmica nula. Relativamente aos edifícios dimensionados sujeitos à ação sísmica, foi criada uma folha de cálculo em excel para a verificação das secções transversais. Com a realização desta dissertação pretende-se avaliar a quantidade de aço necessária associada a cada solução, permitindo assim a comparação direta do incremento de custo das estruturas metálicas e mistas com o aumento do número de pisos e de intensidade sísmica.