Otimização do posicionamento da alvenaria estrutural de vedação para minimização de deslocamentos laterais em edifícios submetidos a excitações sísmicas

• Autor(a) principal: Matos, Daniel Barbosa Mapurunga
• Data de Publicação: 2021
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10183/238451
• topic: Estruturas (Engenharia) : Estabilidade; Otimização; Alvenaria estrutural; Sismos; Structural optimization; Masonry; Particle swarm optimization; Story drift

O carregamento sísmico, quando considerado em projeto, é responsável por grandes deslocamentos laterais, fato que aumenta os efeitos de segunda ordem devido à excentricidade das cargas verticais e prejudica a estabilidade da estrutura. Existem diversas possibilidades para minimizar os efeitos ocasionados pelos carregamentos sísmicos. Uma delas consiste na consideração da rigidez das alvenarias de vedação, modeladas como barras birrotuladas, que atuam como uma diagonal equivalente dentro de um pórtico 2D. A modelagem dessa diagonal equivalente é estudada por diversos autores, sendo que a largura equivalente desta diagonal varia, dependendo do autor, em até 200%. Nesse contexto, a presente pesquisa tem como objetivo a minimização do deslocamento relativo entre pavimentos (story drifts) de edifícios submetidos a carregamentos sísmicos, analisados no domínio do tempo e pelo método do espectro de resposta, a partir da utilização de pavimentos de controle, que consistem em andares do edifício em que a alvenaria possui função estrutural. Para a definição do andar do pavimento de controle, realiza-se um processo de otimização estrutural pelo Particle Swarm Optimization (PSO), que consiste num algoritmo meta-heurístico que simula a busca por comida de um enxame de pássaros. Obtém-se, por meio das análises, uma redução de até 80% do deslocamentos máximo da estrutura e de até 88% de redução do story drift. As análises realizadas no domínio do tempo e pelo espectro de resposta possuem valores quase coincidentes, sendo a diferença percentual máxima entre os métodos, considerando os story drifts, é de 3%. Os pavimentos de controle definidos pelo método PSO se encontram nos primeiros andares dos edifícios, o que se justifica, visto que os maiores story drifts se apresentam nessas regiões. Por fim, conclui-se que a consideração da alvenaria de vedação como composição da estrutura é uma alternativa viável e econômica, caso executada com o controle de qualidade exigido pelos códigos normativos.