Como Realizar a Análise Pushover Não Linear?

Este artigo explica como realizar, com a janela Análise Pushover Não Linear do StatiCAD, a avaliação de desempenho baseada em deformações de um edifício existente de concreto armado conforme o Capítulo 15 e o EK 5B da TBDY 2018. Para o contexto teórico do método, consulte Fundamentos Teóricos da Análise Pushover; para a comparação dos resultados com um software independente, consulte Estudos de Validação da Análise Pushover.

informação

Em quais edições? A avaliação de desempenho e o reforço de concreto armado estão disponíveis nas edições Ultimate, Profesyonel e Betonarme.

1. Pré-requisitos

• O projeto deve estar no modo de avaliação de desempenho de concreto armado (edifício existente): ele é ativado no grupo Configurações Gerais do Projeto → Seleção de Norma → Desempenho B.15. As seções, as armaduras e as resistências dos materiais existentes devem estar definidas.
• A análise estática/dinâmica deve ter sido executada. O solucionador de pushover obtém dessa análise as seções dos elementos, as forças de extremidade das cargas verticais (G e Q) e os resultados da análise modal. Se o pushover for iniciado sem a análise, a janela exibe a mensagem "UYARI: önce analiz yapılmalıdır" (AVISO: a análise deve ser executada primeiro).
• Se as opções do SAP2000 forem utilizadas, o SAP2000 V27 deve estar instalado e licenciado no computador (ver Seção 4). Sem o SAP2000, todas as análises e relatórios são obtidos com o solucionador próprio do StatiCAD.

2. Visão geral da janela

A janela é aberta pelo comando Análise → Análise Pushover Não Linear.

Janela Análise Pushover Não Linear: configurações à esquerda, curva de pushover no canto superior direito, janela de progresso/resultados no canto inferior direito.

Área	Função
Opções de direção	Direções de pushover e parâmetros básicos da análise
Método de avaliação do edifício	Seleção do nível de informação (completo / limitado)
Validação com SAP2000	Comparação opcional com o SAP2000 ou cálculo com a solução do SAP2000
Analisar / Fechar	Execução das direções selecionadas
Direção + Relatório	Emissão do relatório de um dos casos concluídos
Gráfico	Curva de pushover e ponto de desempenho da direção selecionada
Janela de progresso	Eventos de plastificação, demanda sísmica e decisão sobre o edifício

3. Configurações da análise

Configuração	Descrição
Caixas de direção (8 unidades)	Combinações de direção da TBDY: direção principal ±X ± 0,3·Y e direção principal ±Y ± 0,3·X. Para cada combinação marcada é realizada uma análise de pushover separada. Em uma avaliação típica, todas as 8 direções são marcadas; para um exame preliminar rápido, uma única direção é suficiente.
Fator da direção secundária	Fator da componente perpendicular na combinação; o valor da norma é 0,30.
Ponto de desempenho definido [mm]	Se marcada, em vez de calcular a demanda sísmica, o pushover prossegue até o deslocamento de topo informado diretamente (para fins de pesquisa e comparação). Na avaliação normal, deixe desmarcada; a demanda é calculada automaticamente conforme o EK 5B.
Participação da carga variável (n)	Coeficiente N = G + nQ utilizado na força axial de colunas e pilares-parede e nas massas; depende do uso do edifício (0,30 para residências e escritórios).
Rótulas com endurecimento (bilinear, My → MMax)	Desmarcada, as rótulas têm comportamento elástico–perfeitamente plástico (EPP) (padrão, lado seguro). Marcada, após o escoamento as rótulas crescem até MMax com a inclinação real de endurecimento da seção; a capacidade aumenta tipicamente de 5% a 10%.
Nível de informação ŞGDT	Na opção “Completo”, o fator de nível de informação é 1,0; na opção “Limitado”, é 0,75; as resistências dos materiais existentes são multiplicadas por esse fator.
Excluir também as vigas secundárias do critério SH (20%)	As vigas secundárias (vigas apoiadas em outra viga, que não fazem parte do sistema resistente a cargas horizontais) são sempre excluídas das razões de vigas de Dano Controlado de 35% e de Prevenção de Colapso de 20%. Como essa exceção não consta na redação da regra de Dano Limitado de 20%, com a caixa desmarcada as vigas secundárias entram na contagem de SH; se marcada, também são excluídas do critério SH. A escolha afeta tanto a avaliação linear quanto a de pushover; nos relatórios, as vigas secundárias aparecem com o sufixo “[Tali]”.

informação

Na parte inferior da janela há também as opções de pushover multimodal, IRSA, pushover monomodal variável e P-Δ (segunda ordem). Essas opções são descritas no artigo Análise Pushover Multimodal e IRSA.

observação

Todas as configurações da janela são salvas no arquivo do projeto; ao reabrir o arquivo, as últimas configurações utilizadas são restauradas.

4. Opções do SAP2000 (opcional)

Em uma lista suspensa, escolhe-se um dos três modos de operação:

Opção	O que faz?
Não usar o SAP2000 (padrão)	Todo o cálculo é feito com o solucionador do StatiCAD; o SAP2000 não é necessário.
Validar com o SAP2000 (comparação)	Após a conclusão dos casos do StatiCAD, as direções principais (±X, ±Y) das direções selecionadas são transferidas ao SAP2000, junto com as mesmas rótulas do modelo, e também são empurradas lá. Na janela de progresso são escritos lado a lado as curvas de pushover dos dois programas, os estados das rótulas no ponto de demanda e as razões de cortante basal. Seus resultados de cálculo continuam sendo os do StatiCAD; o SAP2000 fornece uma verificação independente.
Continuar os cálculos com o resultado do SAP2000	Cada combinação de direção selecionada é resolvida no SAP2000; a curva de pushover e as rotações plásticas das rótulas do SAP2000 são lidas de volta, e a demanda sísmica, as regiões de dano, a decisão sobre o edifício e o relatório continuam sendo gerados no StatiCAD pela cadeia da TBDY. Esses casos são adicionados à lista de relatórios com rótulos como “SAP +X+0.30Y” e seus relatórios podem ser emitidos. Ao final dos casos, uma tabela comparativa consolidada com os resultados dos dois programas é escrita na janela de progresso.

observação

Abertura do SAP2000: se o SAP2000 estiver aberto, o StatiCAD se conecta à cópia em execução; se estiver fechado, ele o inicia automaticamente. A primeira conexão pode levar de 20 a 30 segundos e é exibida passo a passo na janela de progresso.

observação

A opção Rótulas com endurecimento também é aplicada aos casos do SAP2000: os dois solucionadores trabalham com o mesmo modelo de rótula, de modo que a comparação é sempre feita com as mesmas hipóteses.

5. Execução da análise

1. Faça as configurações e clique no botão Analisar.
2. Para cada direção selecionada, a análise de pushover é executada em sequência. Na janela de progresso, cada evento de plastificação (passo, fator de carga, deslocamento de topo, elemento) é listado linha por linha; ao final do caso, são escritos a demanda sísmica e a decisão sobre o edifício.
3. Se o SAP2000 foi selecionado, os trabalhos do SAP2000 continuam em segundo plano e suas linhas continuam a fluir para a mesma janela. Nesse período você pode usar a janela; para iniciar uma nova análise, aguarde o término da fila do SAP2000.

Janela de progresso: fluxo de eventos, demanda sísmica e decisão sobre o edifício.

6. Resultados: curva de pushover, ponto de desempenho e relatório

Curva de pushover da direção selecionada; o ponto escuro é o ponto de desempenho (demanda) calculado conforme o EK 5B.

• Na lista Direção, selecione um dos casos concluídos; sua curva é desenhada no gráfico.
• O botão Relatório abre o relatório detalhado da direção selecionada. O relatório contém: os gráficos da curva de pushover e de capacidade–demanda modal, o resumo do cálculo da demanda, as verificações de aplicabilidade (ηbi, participação de massa), as tabelas de rotação plástica e de região de dano elemento por elemento, os modelos dos materiais e as verificações de deformação nas regiões de extremidade dos pilares-parede. Pode ser impresso a partir da pré-visualização ou salvo em PDF.
• Se “Continuar os cálculos com o resultado do SAP2000” foi utilizado, os casos com rótulo “SAP ...” também podem ser selecionados na mesma lista e ter seus relatórios emitidos.
• Após o caso de pushover, a forma deformada e as rótulas plásticas podem ser acompanhadas passo a passo na visualização 3D (ver Análise Pushover Multimodal e IRSA, Seção 5).

7. Uso em conjunto com o reforço

informação

Se o edifício for insuficiente, o reforço é definido nos elementos no mesmo projeto e considerado no cálculo com uma única opção. Os efeitos do reforço sobre a rigidez e a seção (encamisamento com polímero reforçado com fibras, encamisamento de concreto, novo pilar-parede, parede de preenchimento) também se refletem na análise de pushover. Para detalhes, consulte o artigo Como Realizar o Reforço de Edifícios de Concreto Armado?.

8. Situações frequentes

Situação	Explicação / solução
"UYARI: önce analiz yapılmalıdır" (AVISO: a análise deve ser executada primeiro)	O pushover foi iniciado sem a análise estática. Execute a análise e tente novamente.
"Önceki SAP2000 doğrulaması hâlâ koşuyor" (A validação anterior do SAP2000 ainda está em execução)	Uma nova análise foi iniciada antes do término da fila do SAP2000 em segundo plano; aguarde na janela de progresso a linha “SAP2000 doğrulaması tamamlandı” (validação do SAP2000 concluída).
Aviso de ηbi > 1,4 ou participação de massa < 70%	A condição de aplicabilidade do pushover monomodal não é atendida (TBDY 5.6.2.2). Os resultados ainda são gerados, mas no relatório essa verificação é marcada como “SAĞLANMIYOR” (NÃO ATENDIDO). Nesses edifícios, faça a avaliação com pushover multimodal ou IRSA.
Erro de conexão com o SAP2000	O SAP2000 V27 não está instalado ou licenciado, ou a abertura não foi concluída. Abra o SAP2000 manualmente, confirme a licença e repita a análise; os detalhes estão nas linhas de conexão da janela de progresso.
A curva do SAP2000 termina antes do alvo	Nas rótulas do SAP2000 a perda de resistência (ramo descendente) está definida; já a rótula do StatiCAD segue com patamar. Trata-se de uma diferença de modelagem deliberada; as comparações são feitas nas proximidades do ponto de demanda (ver Estudos de Validação da Análise Pushover).