Sistemas Estruturais Analisáveis pelo RYTEİE2019 (Regulamento de Edifícios em Risco)

O StatiCAD pode analisar os seguintes sistemas estruturais para a avaliação de edifícios em risco de acordo com o RYTEİE2019

1-Alvenaria estrutural (com lajes de concreto armado) (Análise interna) (Paredes com elementos finitos de barra, lajes com elementos finitos de casca): É preparado um modelo de elementos finitos para a análise tridimensional da estrutura. As paredes de alvenaria são modeladas por meio de elementos finitos de barra no centroide da seção transversal, enquanto as lajes são modeladas por elementos finitos de casca (shell). As cargas transferidas das lajes para as paredes e demais elementos portantes são calculadas pelo método de elementos finitos.

No programa, as paredes, as cintas de amarração horizontais (vigas de atado) e as cintas de amarração verticais (a participação das cintas verticais na rigidez do sistema é opcional) são analisadas por elementos finitos de barra. As lajes são divididas em malhas triangulares. Dois métodos distintos podem ser utilizados para a malha triangular. O método preferido (padrão) — "incluir apenas os nós da laje na malha triangular da laje" — divide a laje em 8 partes (malhas). O outro método é a rede triangular irregular (TIN — Triangulated Irregular Network). Com o método TIN, as cargas provenientes das paredes que repousam sobre uma laje também podem ser transferidas para os níveis inferiores sem a necessidade de uma viga. No entanto, a aplicação desse método (do ponto de vista do usuário do programa) requer mais tempo e atenção.

Ao transferir as cargas das lajes para as paredes por meio dos elementos finitos, as cargas de laje são aplicadas aos nós da laje como carga permanente (G) na hipótese de carga 0 e como carga variável (Q) na hipótese de carga 1. Quando os coeficientes da matriz de rigidez dos elementos de laje são posicionados na matriz de rigidez global, as transferências de carga no sistema são realizadas automaticamente. O programa notifica o usuário caso haja erros na transferência de cargas das lajes para as paredes, comparando as cargas transferidas com as cargas aplicadas.

As hipóteses de carga 2 e 4 correspondem às hipóteses de carga sísmica nas direções X e Y, respectivamente. Como o RYTEİE 2019 não aplica excentricidade acidental, as hipóteses 3 e 5 (cargas baseadas no centro de massa deslocado) não são utilizadas.

Quando o RYTEİE2019 é selecionado, o programa configura automaticamente as opções de solução por elementos finitos e restringe a intervenção do usuário nas opções do método de análise às especificadas pelo regulamento, impedindo qualquer modificação. No entanto, quando o método TBDY2018 é selecionado, os projetos podem ser resolvidos por métodos clássicos ou pelo método de elementos finitos, e diferentes valores e resultados podem ser facilmente testados.

2-Edifícios mistos: (Se a parte de alvenaria não apresentar risco, a verificação segundo a Equação 8.1 deve ser realizada separadamente no relatório técnico) (Análise interna): Os elementos de concreto armado também são considerados na solução de elementos finitos de barra. As forças que atuam sobre pilares e paredes são decompostas pelo programa. Como a parte de alvenaria é de risco, a solidez da parte de concreto armado por si só não pode fazer com que o edifício seja classificado como não arriscado segundo a Fórmula 8.1. No entanto, se a parte de alvenaria não apresentar risco, a análise de risco da parte de concreto armado deve ser realizada com um programa capaz de analisar concreto armado, e a verificação de risco segundo a Fórmula 8.1 deve ser conduzida separadamente, considerando também os coeficientes de deficiência da parte de alvenaria.

3-Edifício de alvenaria com lajes de madeira ou sem diafragma rígido (elementos finitos de casca no SAP2000): Nas análises internas do StatiCAD, a atribuição de diafragma rígido é aplicada nas soluções por elementos finitos e nas soluções de análise modal (na versão atual). Para sistemas com lajes de madeira, no entanto, o RYTEİE2019 exige que a solução seja realizada sem diafragma rígido (RYTEİE2019 Anexo C.4 e 7.2.5).

Em um software de análise estrutural, ao realizar uma análise sem diafragma rígido, não é possível atingir um percentual de participação de massas de 100% na análise modal utilizando a fórmula número de modos = multiplicador × 3; portanto, a solução é obtida considerando um número muito maior de modos. Por exemplo, em um projeto de um único pavimento, o cálculo é realizado com 300 modos em vez de 3. Se necessário, o número de modos é aumentado para garantir que a razão entre massas efetivas e massas de pavimento supere 90%.

Se um programa utiliza ou não um diafragma rígido na análise modal pode ser verificado checando se é utilizado um número de modos superior a número de pavimentos × 3. Os demais programas que afirmem realizar a análise de estruturas de alvenaria com lajes de madeira também devem ser verificados para confirmar se o número de modos supera número de pavimentos × 3 no projeto.

O StatiCAD requer o software de elementos finitos SAP2000 para realizar a análise sem diafragma rígido. Em um computador com SAP2000 instalado, o StatiCAD abre o SAP2000 e transfere o modelo estrutural por meio de elementos finitos de casca. No SAP2000, transfere a curva do espectro de resposta sísmica por meio do comando Define > Functions > Response Spectrum, considerando também SS, S1 e a classe de solo. Instrui o SAP2000 a analisar o edifício sem criar nenhum diafragma rígido.

Levando em conta o modelo de parede e seus segmentos inseridos no StatiCAD, cria automaticamente Section Cuts no SAP2000. A função Section Cut no SAP2000 permite obter os esforços de seção (Força normal, Cortante (V2, V3), Momento (M1, M2, M3)) para cada parede como um único valor, agrupando os elementos de área (casca) divididos em malhas. Se as atribuições de Section Cut não fossem realizadas, os resultados de cada malha de casca e cada nó teriam que ser obtidos separadamente e combinados. O processo de Section Cut permite que o SAP2000 execute essa operação automaticamente.

Ao clicar no botão "Obter resultados do SAP2000" no StatiCAD, os resultados P, V2, V3, T, M2, M3 da análise espectral de resposta realizada sem diafragma rígido no SAP2000 são carregados automaticamente na memória do StatiCAD. O programa então conclui a análise de risco do edifício de acordo com os critérios de projeto do RYTEİE2019 e os resultados da análise estática do SAP2000.

Nos relatórios de cálculo do StatiCAD, é possível consultar os resultados da análise modal do SAP2000 sem diafragma rígido, os esforços de seção nas paredes calculados pelo SAP2000 e os cálculos de verificação realizados com as fórmulas de edifício em risco.

4-Edifício de alvenaria com lajes de concreto armado (elementos finitos de casca no SAP2000 com diafragma rígido): Neste método, a análise modal e as forças sísmicas são determinadas no StatiCAD. Após a transferência do modelo estrutural para o SAP2000 e a atribuição de um diafragma rígido, as forças sísmicas são aplicadas ao diafragma rígido. Os resultados da análise do SAP2000 são carregados automaticamente na memória do StatiCAD e a análise de risco é realizada.

5-Edifício com algumas lajes de concreto armado e outras de madeira (SAP2000: criar diafragma, conectar elementos selecionados ao diafragma, realizar análise espectral de resposta): O StatiCAD transfere a curva do espectro de resposta sísmica no SAP2000 por meio do comando Define > Functions > Response Spectrum, considerando SS, S1 e a classe de solo. No método de análise espectral de resposta, o sistema pode ser resolvido com ou sem diafragma rígido. Definindo um diafragma rígido no modelo, alguns elementos podem ser conectados ao diafragma rígido e outros não. As paredes, lajes e cintas de amarração verticais selecionadas pelo usuário são conectadas ao diafragma rígido. A conexão das cintas e dos segmentos de parede sobre os vãos de portas/janelas (vergas) ao diafragma rígido é determinada com base no estado de conexão da parede adjacente. O StatiCAD realiza a avaliação de risco com base nos resultados de esforços de seção do SAP2000 e em conformidade com as disposições do RYTEİE2019.