2005 2006 aula 1 - universidade nova de lisboa · 1.6 sismicidade histórica e instrumental...
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Engenharia Sísmica
4º Ano/2º Semestre
Prof. João Bilé Serra Prof. Armando Antão Engª. Andrea Cristino de Brito
www.dec.fct.unl.pt/seccoes/S_Geotecnia/Engenharia_Sismica
Programa
Organização da disciplina
Textos de apoio para as aulas teóricas
Enunciados das aulas práticas
Exames de anos anteriores e exame tipo
Programa
Capítulo 1 Introdução
Capítulo 2 Mecanismos de geração dos sismos
Capítulo 3 Caracterização das ocorrências e dos movimentos sísmicos em Sismologia
Capítulo 4 Dinâmica dos osciladores lineares discreto e contínuo
Capítulo 5 Caracterização dos movimentos sísmicos em Engenharia Sísmica
Capítulo 6 Influência do comportamento dos solos na perturbação sísmica à superfície
Capítulo 7 Liquefacção sísmica potencial de solos
Capítulo 8 Interacção dinâmica solo-estrutura Capítulo 9 Comportamento Sísmico de Estruturas de Suporte
Avaliação
Exame Teórico (0 a 20 valores) – 45 minutos sem consulta Exame Prático (0 a 20 valores) – 120 minutos com consulta de formulário facultado pelos docentes Avaliação Contínua – Nota individual de cada aula (1,2 ou 3 valores) e nota de 3 exercícios de avaliação contínua (0 a 20 valores) Apuramento da Nota Final
NF=0.3 Nota Ex. Teórico+ 0.45 Nota Ex. Prático+0.25 Nota Av. Contínua
Capítulo 1 Introdução
Sismos. Engenharia Sísmica. Impacto dos efeitos dos sismos nas
comunidades. Sismos históricos. Sismicidade histórica e instrumental. 1.1 Sismos
Sismo. Processo de rotura. Falha.
Energia de deformação. Propagação. Dissipação de energia.
Manifestações superficiais. Movimentos alternados muito rápidos. Roturas
superficiais.
1.2 Razões para a notoriedade dos sismos.
Ocorrência quase permanente. Perceptibilidade desde muito baixa a evidente.
Frequência anual aproximada de sismos no Mundo [B2] s016.pcx
Três milhões de vítimas mortais desde o séc. XVIII. Metade no séc. XX.
1.3 Perigo e risco sísmicos
Perigo sísmico: qualquer manifestação de origem sísmica cujo efeito seja entendido
como negativo para a sociedade.
- Movimento superficial
-300
-200
-100
0
100
200
300
0 5 10 15 20 25 30 35t (s)
a (cm/s2)
Acelerograma registado em El Centro durante o sismo de Imperial Valley (1940) , California.
- Tsunamis e Seixas
Representação esquemática de um tsunami [B2] s010.jpg
- Danos estruturais
- Liquefacção de solos - Escorregamento de encostas
- Interrupção de linhas vitais
Risco sísmico. Valor expectável de um grandeza associada ao perigo sísmico, por ex:
valor, vidas ou número de feridos.
1.4 Sismologia e Engenharia Sísmica
Sismologia. Ciência que estuda os fenómenos de natureza sísmica, incluindo as suas
causas, manifestações e fenómenos naturais associados.
Engenharia Sísmica. É o conjunto de técnicas, métodos e normas de carácter pluri-
disciplinar tendentes à caracterização e mitigação do risco sísmico.
1.5 Projecto sismo-resistente em Engenharia Civil
Objectivos. Concepção, dimensionamento, construção e manutenção de
empreendimentos de Engenharia Civil por forma a garantir um nível suficientemente
baixo de risco durante o respectivo tempo de vida útil. Envolve o recurso a :
(i) técnicas de modelação e análise com consideração directa ou indirecta da
especificadade da acção sísmica,
(ii) aplicação de normas e disposições regulamentares,
(iii) a observância de regras de boa prática caucionadas pela experiência
acumulada.
1.6 Sismicidade histórica e instrumental
Sismicidade. Frequência de ocorrência de sismos por unidade de área de uma dada
região, suposta homogénea do ponto de vista sísmico. Numa acepção mais lata:
distribuição estatística, cronológica e geográfica, das ocorrências sísmicas expressas
quantitativamente por uma dada variável.
Sismicidades histórica e instrumental
A recolha e tratamento de índole histórica dos registos de ocorrências sísmicas
constitui a base documental para a caracterização da história sísmica mundial até ao
dealbar da instrumentação sísmica. Trata-se da denominada sismicidade histórica. A
informação sísmica então recolhida consiste em:
o Data e hora de ocorrência
o Registos históricos dos efeitos locais das ocorrências sísmicas
A utilização de instrumentos de medida dos movimentos sísmicos inicia-se na década
de 40 do século 20. A era posterior ao início da instrumentação sísmica designa-se por
era instrumental e a sismicidade correspondente por sismicidade instrumental.
A informação sísmica então recolhida consiste em:
o Localização epicentral
o Data e hora
o Descrições das consequências (com base em fichas de inquérito)
o Valores máximos dos movimentos ocorridos
o Registos instrumentais de movimentos
Um conjunto de registos homogéneo contendo para cada registo, pelo menos, a
informação sobre a data, a localização do epicentro, uma estimativa da magnitude ou
da instensidade macrossísmcia epicentral constitui um catálogo sísmico. Estes
catálogos são a ferramenta essencial para a caracterização estatística da sismicidade.
1.7 Um sismo histórico: o de 1 de Novembro de 1755 em Lisboa.
Portugal localiza-se em regiões de média actividade sísmica. Portugal continental
situa-se a norte da fronteira entre as placas Euro-Asiática e Africana. Os Açores
situam-se na crista média do Atlântico, na proximidade da junção das placas Euro-
Asiática, Africana e Americana.
Localização de Portugal na confluência das placas Euro-Asiática, Africana e Americana. [B1] s006.jpg
Os dados históricos do continente referem a ocorrência em Lisboa de sismos
catastróficos em 1009, 1344, 1531 e 1755.
Este último é considerado como o maior sismo da era pré-instrumental de que há
notícia histórica. A magnitude deste sismo, das maiores observadas e a maior de entre
os sismos que afectaram a Europa, é suposta situar-se, para alguns autores, entre 8.5 e
9.
Mais recentemente, a tese de que se terá tratado de mais do que um evento sísmico
começa a ganhar adeptos.
Localização do seu epicentro. Assunto ainda actualmente alvo de polémica. Uma
possível localização é atribuída a uma posição entre os paralelos 36º e 37º N e os
meridianos 10º e 12º W, a SW do Cabo de S. Vicente no denominado banco de
Gorringe.
Três abalos sísmicos.
O primeiro iniciou-se às 9h 40’. Ouviu-se um ronco subterrâneo seguido por abalos
com vibrações rápidas embora ao início não alarmantes. Após cerca de 30 segundos a
vibração aumentou significativamente.
Pelas 10 horas ocorreu um outro abalo mais violento que o primeiro choque embora
menos prolongado.
Um terceiro choque, embora mais suave, sentiu-se pelas 12 horas.
As igrejas encontravam-se cheias dado tratar-se de um dia santo de guarda.
As vagas de um tsunami gerado quando do primeiro abalo atingiram Lisboa
praticamente ao mesmo tempo que o segundo choque.
Estima-se o número de vítimas entre 60000 e 80000 dos quais 20000 mortais
(população da Lisboa de então era cerca de 200000 habitantes)
Destruição quase total das 20000 casas então existentes (sobraram 3000)
Foram totalmente destruídas 32 igrejas, 60 capelas, 31 mosteiros, 15 conventos e 53
palácios.
Gravura alusiva à destruição da Igreja de S. Paulo.
Gravura alusiva à destruição da igreja de S. Nicolau.
Perceptibilidade do sismo
A distância máxima de perceptibilidade deste sismo foi de 2500 km.
Faro ficou totalmente em ruínas. Para o norte de Lisboa as perturbações atenuaram-se
mais rapidamente. Em Coimbra não se registaram danos sérios. Na Corunha algumas
chaminés altas tombaram. A distâncias superiores a 1000 km as ondas sísmicas
embalaram as águas de lagos, rios e portos (por ex. na Suiça, Inglaterra, Escócia,
Finlândia e Suécia).
Alcance do tsunami
O tsunami foi sentido não só nas costas portuguesas mas também a sudoeste de
Espanha, norte de África nas Ilhas Britânicas e na Holanda. Também nas costa do
continente americano o tsunami se fez sentir.
Em Antígua (6000 km de Lisboa) a primeira onda chegou às 19.30 h (hora de Lisboa).
A variação das águas sentiu-se durante duas horas e meia.