Fundamentos de Engenharia Sísmica
Código
10733
Unidade Orgânica
Faculdade de Ciências e Tecnologia
Departamento
Departamento de Engenharia Civil
Créditos
3.0
Professor responsável
Ana Maria Carvalho Pinheiro Vieira, João Paulo Bilé Serra
Horas semanais
3
Língua de ensino
Português
Objectivos
No final desta unidade curricular os alunos estarão aptos a:
a. Definir os mecanismos geradores de acções sísmicas de origem tectónica;
b. Analisar o movimento sísmico superficial (acelerogramas);
c. Avaliar a acção sísmica com base na regulamentação nacional e nos eurocódigos estruturais;
d. Analisar a resposta sísmica de estruturas assimiláveis a osciladores lineares de um grau de liberdade;
e. Avaliar os parâmetros sísmicos de solos a partir de ensaios cíclicos de laboratório e in situ;
f. Analisar a resposta sísmica de terrenos de cobertura superficial e avaliar os efeitos sísmicos de sítio;
g. Analisar os efeitos da deformabilidade dos terrenos de fundação na resposta de depósitos de solo;
h. Avaliar a susceptibilidade à liquefacção de depósitos de solo;
i. Avaliar a resposta sísmica de barragens de aterro.
Conteúdo
Capítulo 1. Sismos. Engenharia Sísmica. Impacto dos efeitos dos sismos nas comunidades. Sismos históricos. Sismicidade histórica e instrumental.
Capítulo 2. Mecanismos de geração dos sismos. A estrutura da Terra. Origem dos sismos. Teorias dos mecanismos sísmicos. As falhas como geradoras de sismos. Teoria do ressalto elástico.
Capítulo 3. Ondas sísmicas. Foco. Epicentro. Distância epicentral. Movimentos associados. Velocidade de propagação. Dissipação geométrica e mecânica.
Capítulo 4. Caracterização dos movimentos sísmicos em Sismologia. Energia sísmica. Momento sísmico. Queda de tensão. Escalas de magnitude e de intensidade. Momento sísmico.
Capítulo 5. Sismógrafos. Sismogramas. Representação dos movimentos sísmicos. Parâmetros de amplitude. Descrição do conteúdo em frequência. Espectros de Fourier de amplitude e de fase. Espectro de resposta linear.
Equação do movimento do oscilador linear de 1 grau de liberdade. Noção de função de transferência. Modelação de sistemas contínuos. Espectros de resposta e de potência.
Capítulo 6. Identificação de IGNOREes sísmicas. Leis de recorrência. Período de retorno de acções sísmicas. Probabilidade de excedência. Fórmulas de atenuação.
Capítulo 7. Regulamento de Segurança e Acções em Edifícios e Pontes. Eurocódigo 8 (Projecto de estruturas para resistência aos sismos).
Capítulo 8. Influência do comportamento dos solos na perturbação sísmica à superfície (efeitos sísmicos de sítio). efeitos locais). Comportamento mecânico cíclico dos solos. Modelo histerético linear. Curvas de variação do módulo de distorção e da fracção de amortecimento com a distorção cíclica. Método linear equivalente.
Capítulo 9. Recurso ao modelo de propagação unidimensional de ondas de corte. Modelo de Kelvin-Voigt. Solução de Ambraseys. Decomposição modal. Combinação de respostas modais.
Capítulo 10. Liquefacção sísmica potencial de solos. Conceitos básicos. Fenómenos associados. Critérios para avaliação do risco de liquefacção a partir de resultados dos ensaios SPT ou CPT (Eurocódigo 8).
Capítulo 11. Comportamento dinâmico de barragens de aterro. Métodos pseudo-estáticos e método de Makdisi-Seed.
Bibliografia
[1] Kramer, Steven L. (1996). Geotechnical Earthquake Engineering. University of Washington. Prentice-Hall International Series in Civil Engineering and Engineering Mechanics.
[2] Day, Robert W. (2002). Geotechnical Earthquake Engineering Handbook., McGraw-Hill Handbooks.
[3] RSA (1983). Regulamento de Segurança e Acções para Estruturas de Edifícios e Pontes. Imprensa Nacional Casa da Moeda. Decreto-Lei 235/83.
[4] EN1998-1 (2010). Eurocódigo 8. Parte 1: Regras gerais, acções sísmicas e regras para edifícios. NP EN 1998-1.
[5] Ishihara, K (1996). Soil Behaviour in Earthquake Geotechnics, Clarendon Press, Oxford Engineering Science
Series
Método de avaliação
1 - Modo de avaliação contínua: 2 trabalhos individuais e 2 minitestes.
2 - Minitestes: Têm a duração de 75 minutos cada.
3 - Obtenção de frequência: obter aprovação nos trabalhos individuais e frequentar 2/3 das aulas teórico-práticas. A frequência é válida por um ano lectivo, estando pois dispensados de obter frequência os alunos que a tiverem obtido no ano lectivo anterior, conforme previsto no n.º 2, art.º 5.º do Regulamento de Avaliação da FCT.
4 - Nota Final por Avaliação Contínua: NF=35% MT1 + 35% MT2 + 15% TI1 + 15% TI2. Os valores de MTi e TIj entram nesta expressão arredondados à décima.
5 - Nota Final na Avaliação por Exame: é obtida a partir das notas, arredondadas à décima, do exame (EX) e dos trabalhos individuais (TIj) de acordo com a fórmula: Se EX < 9 então aluno reprova com NF=EX, senão NF=70% EX +15% TI1 + 15% TI2.
6 - Os alunos que obtenham classificação final superior a 17 valores devem realizar prova oral para confirmação da nota. Neste caso, a classificação do aluno será a classificação da prova oral. Caso optem por não realizar a prova oral, ser-lhes-á atribuída a classificação de 17 valores.