Análise de vulnerabilidade sísmica de cascas de formas livres

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Caycedo Garcia, Maya Sian, 1984-
Data de Publicação: 2019
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
Texto Completo: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1636957
Resumo: Orientadores: Isaías Vizotto, Gustavo Henrique Siqueira
id UNICAMP-30_fa89be350bdb1f8c243ca105a8e6f59b
oai_identifier_str oai::1092131
network_acronym_str UNICAMP-30
network_name_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
repository_id_str
spelling Análise de vulnerabilidade sísmica de cascas de formas livresSeismic vulnerability assessment of free-form shellsCascas (Engenharia)Concreto armadoVulnerabilidade a desastresDinâmica estruturalAbalos sísmicosShells (Engineering)Reinforced concreteVulnerabilityStructural dynamicsEarthquakesOrientadores: Isaías Vizotto, Gustavo Henrique SiqueiraDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e UrbanismoResumo: Estudos de verificação do comportamento e vulnerabilidade sísmica para os diferentes tipos de estruturas em casca são raros, e não encontrados na literatura técnica para as estruturas em casca de formas livres. Estruturas em casca de formas livres são estruturas que têm comportamento estrutural de acordo com a Teoria de Membrana para cascas finas, em que as formas são definidas por superfícies curvas médias e as espessuras em cada ponto das respectivas superfícies não representadas por equações matemáticas analíticas. Considerando-se que estas estruturas apresentam comportamento estático altamente indeterminado e com suscetibilidade aos efeitos da não linearidade geométrica, os mecanismos de falha podem variar substancialmente em relação às estruturas convencionais. É, portanto, de grande importância estudar o comportamento sísmico das estruturas em casca, sobretudo as de formas livres, considerando-se a variabilidade e as incertezas relacionadas à solicitação estrutural oriunda da demanda sísmica e relacionadas à capacidade proveniente da variação das propriedades mecânicas dos materiais e das formas tridimensionais das estruturas. Esta pesquisa tem por objetivos principais proporcionar uma melhor compreensão da vulnerabilidade sísmica e dos principais mecanismos de falha das estruturas em casca de formas livres. Para tanto, foram desenvolvidos modelos numéricos para cascas de formas livres utilizando o software ABAQUS®. Foram considerados modelos de comportamento não-linear com dano acoplado para o concreto armado, e avaliados diferentes parâmetros estruturais, como a rigidez do material, a quantidade de aço e a espessura das cascas, para determinar os diferentes estados limites e mecanismos de dano para as estruturas, adotando-se como exemplos dois casos de cascas de bases com plantas hexagonal e triangular. Os patamares de danos são utilizados para a definição de diferentes níveis de desempenho esperado para as estruturas quando submetidas a carregamentos extremos como, por exemplo, uma carga sísmica, definindo-se assim diferentes estados limites para as estruturas. Para a verificação da vulnerabilidade sísmica das cascas de formas livres é utilizada uma abordagem analítica, gerando curvas de fragilidade para diferentes níveis de dano esperado (estados limites), através de análises temporais não lineares (análise dinâmica transiente temporal) para modelos tridimensionais. O ótimo comportamento estrutural das cascas de formas livres sob ações sísmicas pode ser verificado devido à alta ductilidade e rigidez estrutural em combinação com as características de leveza inerentes a estas estruturas. Neste sentido, as cascas de formas livres podem ser seguras para proteger as pessoas durante um terremoto, e em muitos casos servir como abrigos após eventos extremos. Esta pesquisa contribui com uma proposta para modelagem numérica para identificação dos níveis prováveis de danos para as estruturas em casca de formas livres após eventos extremos a partir da abordagem analítica da fragilidade e vulnerabilidade das estruturas, que pode ser utilizada por engenheiros projetistas. Assim, é possível optar por um dimensionamento estrutural estático equivalente ou dinâmico por meio de um modo mais eficaz e racional, partindo-se da avaliação do risco que as cascas de formas livres poderiam sofrer em virtude das suas características mecânicas e das demandas sísmicas decorrentes da probabilidade de ocorrer um evento sísmico de grande magnitude nas regiões de localização das estruturasAbstract: Seismic behavior verification and vulnerability studies for the different types of shells structures are scarce, and not found in the technical literature for free-form shells structures. Free-form shell structures are structures that have structural behavior in accordance to the Membrane Theory of thin shells, where the shapes are defined by mean curved surfaces and the thicknesses at each point of the respective surfaces not represented by analytical mathematical equations. Considering that these structures exhibit highly indeterminate static behavior and susceptibility to the effects of geometric non-linearity, failure mechanisms can vary substantially in relation to conventional structures. Therefore it is of great importance to study the seismic behavior of the shells, especially free-form shells, taking into account the variability and uncertainties related to the structural request arising from the seismic demand and in relation to the capacity of the structure arising from of the mechanical properties of its materials and its three-dimensional structures forms. This research aims to provide a better understanding of the seismic vulnerability and to define the main fault mechanisms associated with free-form shells, using two types of such structures as examples; one with an hexagonal base and the other with a triangular base. In order to achieve this objective, numerical models are developed with ABAQUS software using the nonlinear characteristics of the materials of both structures and characterizing the generated damage. Structural properties such as concrete stiffness, amount of steel and cross-sectional thickness are adopted as variables in order to determine different damage parameters, with examples being two cases of base shells with hexagonal and triangular plants. The damage parameters will be used to define the different behavioral levels expected of the structures in question when subjected to external loading, such as seismic load, and will provide their capacity limits. This study follows an analytical methodology to verify the seismic vulnerability of the shells by generating capacity and fragility curves through nonlinear time-history analysis in tridimensional models. The excellent structural behavior of free-form shells under excitation of the earthquake is evidenced due to its high ductility and structural rigidity in combination with its light nature, inherent to these structures. In this sense, free-form shells can be safe to protect people during an earthquake, and in many cases could serve as shelters after the earthquake. This research work contributes with a proposal for numerical modeling for engineers and designers that allows them to study through an analytical perspective the fragility and vulnerability of the free-form shells and their probable levels of damage after a seismic event. Furthermore, this approach will enable professionals to effectively and rationally make static or dynamic equivalent structural dimensioning, starting from the evaluation of the risk that the free-form shells could suffer due to their mechanical characteristics and the seismic demands arising from probability of occurrence of a large magnitude seismic event in the regions of location of the structuresDoutoradoEstruturas e GeotécnicaDoutora em Engenharia CivilCAPES001[s.n.]Vizotto, Isaias, 1955-Siqueira, Gustavo Henrique, 1980-Mascia, Nilson TadeuBittencourt, Marco LúcioPauletti, Ruy Marcelo de OliveiraCarrazedo, RicardoUniversidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e UrbanismoPrograma de Pós-Graduação em Engenharia CivilUNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINASCaycedo Garcia, Maya Sian, 1984-20192019-05-08T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdf1 recurso online (157 p.) : il., digital, arquivo PDF.https://hdl.handle.net/20.500.12733/1636957CAYCEDO GARCIA, Maya Sian. Análise de vulnerabilidade sísmica de cascas de formas livres. 2019. 1 recurso online (157 p.) Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1636957. Acesso em: 3 set. 2024.https://repositorio.unicamp.br/acervo/detalhe/1092131Requisitos do sistema: Software para leitura de arquivo em PDFporreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instname:Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instacron:UNICAMPinfo:eu-repo/semantics/openAccess2019-09-04T16:34:25Zoai::1092131Biblioteca Digital de Teses e DissertaçõesPUBhttp://repositorio.unicamp.br/oai/tese/oai.aspsbubd@unicamp.bropendoar:2019-09-04T16:34:25Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)false
dc.title.none.fl_str_mv Análise de vulnerabilidade sísmica de cascas de formas livres
Seismic vulnerability assessment of free-form shells
title Análise de vulnerabilidade sísmica de cascas de formas livres
spellingShingle Análise de vulnerabilidade sísmica de cascas de formas livres
Caycedo Garcia, Maya Sian, 1984-
Cascas (Engenharia)
Concreto armado
Vulnerabilidade a desastres
Dinâmica estrutural
Abalos sísmicos
Shells (Engineering)
Reinforced concrete
Vulnerability
Structural dynamics
Earthquakes
title_short Análise de vulnerabilidade sísmica de cascas de formas livres
title_full Análise de vulnerabilidade sísmica de cascas de formas livres
title_fullStr Análise de vulnerabilidade sísmica de cascas de formas livres
title_full_unstemmed Análise de vulnerabilidade sísmica de cascas de formas livres
title_sort Análise de vulnerabilidade sísmica de cascas de formas livres
author Caycedo Garcia, Maya Sian, 1984-
author_facet Caycedo Garcia, Maya Sian, 1984-
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Vizotto, Isaias, 1955-
Siqueira, Gustavo Henrique, 1980-
Mascia, Nilson Tadeu
Bittencourt, Marco Lúcio
Pauletti, Ruy Marcelo de Oliveira
Carrazedo, Ricardo
Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil
UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS
dc.contributor.author.fl_str_mv Caycedo Garcia, Maya Sian, 1984-
dc.subject.por.fl_str_mv Cascas (Engenharia)
Concreto armado
Vulnerabilidade a desastres
Dinâmica estrutural
Abalos sísmicos
Shells (Engineering)
Reinforced concrete
Vulnerability
Structural dynamics
Earthquakes
topic Cascas (Engenharia)
Concreto armado
Vulnerabilidade a desastres
Dinâmica estrutural
Abalos sísmicos
Shells (Engineering)
Reinforced concrete
Vulnerability
Structural dynamics
Earthquakes
description Orientadores: Isaías Vizotto, Gustavo Henrique Siqueira
publishDate 2019
dc.date.none.fl_str_mv 2019
2019-05-08T00:00:00Z
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
format doctoralThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv https://hdl.handle.net/20.500.12733/1636957
CAYCEDO GARCIA, Maya Sian. Análise de vulnerabilidade sísmica de cascas de formas livres. 2019. 1 recurso online (157 p.) Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1636957. Acesso em: 3 set. 2024.
url https://hdl.handle.net/20.500.12733/1636957
identifier_str_mv CAYCEDO GARCIA, Maya Sian. Análise de vulnerabilidade sísmica de cascas de formas livres. 2019. 1 recurso online (157 p.) Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1636957. Acesso em: 3 set. 2024.
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.relation.none.fl_str_mv https://repositorio.unicamp.br/acervo/detalhe/1092131
Requisitos do sistema: Software para leitura de arquivo em PDF
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
1 recurso online (157 p.) : il., digital, arquivo PDF.
dc.publisher.none.fl_str_mv [s.n.]
publisher.none.fl_str_mv [s.n.]
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
instname:Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
instacron:UNICAMP
instname_str Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
instacron_str UNICAMP
institution UNICAMP
reponame_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
collection Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
repository.name.fl_str_mv Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
repository.mail.fl_str_mv sbubd@unicamp.br
_version_ 1809189148122152960

Registros relacionados