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Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto

Mestrado Integrado em Engenharia Civil

Projeto FEUP

2014/2015

Porque razão alguns edifícios não

caem?

Ação Sísmica sobre os Edifícios

Coordenadores: Armando Sousa & Manuel Firmino

Coordenador do curso: Francisco Piqueiro

Equipa 11MC04_1

Monitor: Carlos Cardoso Supervisor: Xavier Romão

Estudantes & Autores

Bruno Carvalho 丨Diogo Neves丨Gonçalo Pinto丨Humberto Lopes丨Manuel Almeida

Porque razão alguns edifícios não caem? Projeto Feup

Equipa 11MC04_1 Página 1

RESUMO

Antes de podermos responder á questão problema que nos foi proposta, foi necessário

primeiro perceber como é que os sismos funcionam, quais as suas características e como é

que os estes afectam os edifícios para então podermos responder à grande questão.

Os sismos consistem em movimentos da terra provenientes de grandes descargas de

energia subterrânea, que se propagam em forma de onda “onda sísmica” muito comum nas

zonas em que há junção de placas tectónicas. Em Portugal as zonas mais recorrentes são ao

largo do litoral, nos arredores de Lisboa e no Arquipélago dos Açores.

Os sismos podem ter efeitos devastadores se forem de grande magnitude. Nos

edifícios, a sua estrutura sofre um esforço de flexão, podendo levar a destruição do próprio. Por

consequente a sua destruição pode ter graves repercussões na sociedade.

Precisamente para diminuir ao máximo estas consequências, ao longo do tempo a

engenharia civil tem vindo a desenvolver diversas técnicas de prevenção sísmica. Técnicas

estas, que por vezes consistem apenas num cuidado planeamento estrutural do edifício em

harmonia com o projeto do arquiteto, e ainda cuidado na previsão da rigidez dos materiais Mas

nem sempre este cuidado é suficiente e torna-se então necessário recorrer a sistemas de

segurança anti-sísmica.

Com a necessidade de começar a implementar uma construção anti-sísmica surgem

soluções estruturais sendo que a “Gaiola Pombalina” foi pioneira, em Portugal, no que diz

respeito a este tipo de construção. Para além do desenvolvimento do betão armado nas

construções e a sua aplicação em lajes maciças e caixotes de escadas”, atualmente existem

ainda outras técnicas mais sofisticadas como o isolamento de base e os dissipadores de

energia.

Palavras chaves:

Sismo

Edifício

Prevenção sísmica

Esforço de flexão

Rigidez

Soluções estruturais

Isolamento de base



AGRADECIMENTOS

A equipa 11MC04_1 agradece de uma forma mais geral a todos aqueles que direta ou

indiretamente colaboraram no desenvolvimento deste projeto. Em especial ao nosso monitor

Carlos Cardoso por todas as suas orientações. Desde os pequenos conselhos até às breves

explicações que nos elucidavam às vertentes mais técnicas do trabalho. E ainda por todo o

tempo dedicado à equipa.

Por fim fica o nosso profundo agradecimento à Faculdade de Engenharia da

Universidade do Porto, por todos os recursos que disponibiliza e por todas as facilidades que

nos presenteia. A todos os professores que proporcionaram uma excelente semana de

atividades no âmbito do Projeto FEUP que se revelaram fundamentais na ambientação à

Faculdade e à realização de trabalhos técnicos.

.



ÍNDICE

RESUMO …………………………………………………………………………. 1

AGRADECIMENTOS ……………………………………………………………. 2

INTRODUÇÃO …………………………………………………………………… 4

1. PORQUE É QUE ALGUNS EDIFÍCIOS NÃO CAEM? …………………… 6

1.1. SISMICIDADE ………………………………………………………….. 6

1.2. PORQUE E ONDE ACONTECEM OS SISMOS? ………………….. 8

1.3. QUAIS SÃO OS EFEITOS? …………………………………………... 8

2.EFEITOS DOS SÍSMOS NOS EDIFÍCIOS …………………………………. 9

2.1. EM PORTUGAL ……………………………………………………….. 10

3.PROTEÇÃO SÍSMICA DE EDIFÍCIOS ……………………………………... 12

3.1. SOLUÇÕES ARQUITETÓNICAS …………………………………… 13

3.2. SOLUÇÕES ESTRUTURAIS ………………………………………... 15

3.2.1. SISTEMAS DE PROTEÇÃO ATIVA …………………………. 16

3.2.2. SISTEMAS DE PROTEÇÃO PASSIVA ……………………… 17

3.2.2.1. ISOLAMENTO DE BASE ………………………………. 17

3.2.2.2. DISSIPAÇÃO DE ENERGIA …………………………... 19

4. CONCLUSÃO ………………………………………………………………... 22

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS …………………………………………. 23



INTRODUÇÃO

A procura pelo aumento da longevidade de um edifício remota às primeiras civilizações,

em que os grandes edifícios eram feitos para durar. Séculos depois essa procura manteve-se,

e a vontade de construir mais e maior aumentou. No entanto muitos destes edifícios eram

construídos em zonas sujeitas a frequentes ações sísmicas. Surge assim a necessidade de

conceber os edifícios de forma a que estes não caiam. Mas antes de se poder explicitar o

porque de alguns edifícios não caírem é necessário, antes perceber de que forma os sismos

fazem com que os edifícios caiam.

Sabendo que à construção de um edifício está subjacente uma grande durabilidade,

apenas a aplicação de grandes forças na sua estrutura poderia provocar o seu colapso. Forças

essas que apenas são possíveis em grandes escalas durante um evento sísmico. Quando

estes acontecem os movimentos dos solos são de tal forma acelerados que provocam o

movimento das fundações da estrutura. Assim a construção deve ser pensada de maneira a

que esta aguente qualquer tipo de forças exteriores mesmo nas condições mais extremas.

Mas na grande maioria das situações apenas a rigidez e uma boa conceção não são

suficientes, e o risco de colapso em caso de sismo mantém-se. Nessas situações é necessário

o recurso a sistemas auxiliares, que intitulamos de sistemas de proteção sísmica. Estes

sistemas consistem em dispositivos que de alguma forma irão combater os desequilíbrios

provocados pelo sismo. Atualmente já existe uma vasta diversidade destes dispositivos, sendo

que cada apresenta características próprias que permitem aos engenheiros optar por aquele

que melhor se adapta á estrutura. No entanto todos estes dispositivos objetivam o mesmo: não

deixar cair os edifícios.



“ A perceção da possibilidade de reduzir as consequências dos sismos

pela ação do Homem, independentemente do conhecimento prévio da data da

sua ocorrência, data de há milénios atrás. Alguns povos que habitavam a

América Central, em zonas onde hoje é o México, já tinham a perceção de que

os sismos induziam forças horizontais nas construções, e que para reduzir os

danos a resistência e rigidez das construções deveria aumentar de cima para

baixo, também em outras regiões e épocas a percepção embrionária de alguns

conceitos fundamentais de engenharia sísmica tem dado origem a diversas

técnicas e metodologias construtivas que visavam conferir resistência sísmica às

estruturas, e reduzir as consequências dos sismos.”

Mário Lopes, 2008



1. PORQUE É QUE ALGUNS EDIFÍCIOS NÃO CAEM?

Os edifícios, maioritariamente os mais recentes, não caem perante um sismo porque ao

longo do tempo foram sendo desenvolvidas, por necessidade, varias técnicas de prevenção

para que os edifícios não caíssem. Mas, para desenvolver essas técnicas, temos primeiro de

perceber como é que os sismos acontecem, porque é que acontecem e onde acontecem,

assim como perceber também a reação que um edifício tem perante uma ação sísmica, o seu

movimento e possíveis consequências.

1.1. SISMICIDADE

Para falar em sismicidade temos primeiro de dizer que a sismicidade depende de lugar

para lugar, isto é há lugares com maior atividade sísmica do que outros, assim como também

depende da magnitude do sismo. Há sismos que causam muitos estragos e sentem-se

notavelmente; em contra-partida acontecem frequentemente sismos com um grau inferior que

nem são percetíveis pelo homem no dia-a-dia.

No território nacional temos necessariamente de referir a sismicidade citando a nossa

história pois os nossos sismos mais significativos aconteceram

há muito tempo atrás como o sismo de 23 de Abril de 1909 que

destruiu quase por completo os aglomerados de Benavente,

Samora Correia e Santo Estêvão.

Também devemos saber que Portugal, no contexto da

tectónica de placas, se situa na placa Euroasiática, limitada a

sul pela falha Açores-Gibraltar, e por último saber que as zonas

com maior potencial para atividade sísmica do território são nos

arredores da cidade de Lisboa, no seu litoral, como podemos

observar na Figura 1, e uma muito recorrente no Arquipélago

dos Açores.

Isto porque os Açores se encontram numa região de

grande dinâmica tectónica onde o continente e o arquipélago

dos Açores se inserem e se carateriza pelos deslocamentos em

torno da fronteira das placas Euroasiática e Africana.

Fig. 1 A carta de

isossistas máximas



As regiões sísmicas encontram-se sobretudo nas fronteiras das placas litosféricas, tratando-se,

nesta situação, de sismos interplaca. Porém também existe outro tipo de sismicidade que

ocorre no interior das placas e que se trata da sismicidade intraplaca, que normalmente ocorre

como consequência de falhas ativas.

Fig.2 - Principais zonas terrestres com maior risco sísmico

Os sismos podem ser caracterizados em duas escalas. A escala de Richter que

apresenta a intensidade do sismo, ou seja, a quantidade de energia libertada por ele, e a

escala de Mercalli que o classifica quanto a gravidade dos danos causados nas zonas

afetadas.

Temos como principais zonas sísmicas:

● a zona circumpacífica, que rodeia o oceano Pacífico;

● A zona mediterrânica - transasiática;

● O sistema das cristas oceânicas.



1.2. PORQUE E ONDE ACONTECEM OS SISMOS?

Os sismos são catástrofes naturais provocadas pela libertação de grandes quantidades

de energia sob a forma de ondas (ondas sísmicas), que são mais comuns nas junções das

diversas placas tectónicas. Pela Teoria da Tectónica de Placas, nas zonas de contacto entre

placas existem áreas de fortes tensões, constituindo, assim, locais onde ocorre um elevado

número de sismos. Por este motivo, a distribuição geográfica dos sismos está claramente

relacionada com os limites das placas tectónicas.

Como os sismos são catástrofes que se propagam através de ondas, se ocorrer um

sismo no mar, as cidades costeiras perto dessa região também vão ser afetadas pela

ocorrência desse mesmo sismo.

Fig.3 - Distribuição geográfica das placas tectônicas

1.3. QUAIS SÃO OS EFEITOS?

Decisivamente os sismos provocam uma grande destruição em toda a zona atingida se

o sismo for de grande magnitude. “ Portanto, no sismo encontram-se diversos elementos que

jogando em conjunto provocam impactos acrescidos. São as vibrações, são os incêndios, são

as roturas de sistemas importantes para o socorro, são as ondas de tsunami etc.”

Portanto os sismos têm efeitos diretos sobre a população começando pela grande

quantidade de mortos e feridos, desalojados, etc. Assim como também uma grande destruição

a nível económico e industrial, como exemplo temos o devastador sismo do Haiti em janeiro de



2010 que matou mais de 200 mil pessoas e deixou 1,5 milhão de desabrigados no qual até a

atualidade o pais sofre com a pobreza causada pela destruição total da zona afectada na qual

tudo ficou em ruínas, ruínas as quais se mantém igual ao longo destes anos.

“Como se não bastasse a triste realidade do país mais pobre das Américas, da nação mais

miserável de todo o hemisfério ocidental, a cólera, a história de escravidão e ditaduras, como

se não bastasse tudo isso, o Haiti foi arrasado por um devastador terremoto em janeiro de

2010. As imagens impactantes: edifícios históricos em ruínas, pessoas esquálidas que nem

sequer conseguem chorar, diante de casas que não mais existem, corpos amontoados e

retorcidos, tratados sem qualquer dignidade.”

Texto adaptado: Gabriel Toueg

2. EFEITOS DOS SISMOS NOS EDIFÍCIOS

Tendo os sismos caraterizados (o que são, locais onde ocorrem, como ocorrem)

podemos agora interpretar os seus efeitos diretos nas estruturas. Isto é, em que aspetos é que

estas catástrofes afetam os edifícios e quais as reações destes às alterações, respondendo

assim à pergunta que nos foi atribuída para o desenvolvimento do trabalho.

A ação sísmica tem efeitos drásticos nos edifícios, os quais podem levar à destruição

total do edifício. Isto porque o sismo provoca o deslocamento de solos, no qual o edifício tem

as suas fundações assentes.

À medida que as suas fundações se deslocam, a restante estrutura vai tentar

acompanhar o movimento para manter a sua posição inicial. O problema baseia-se na grande

massa e altura dos edifícios, pois para massas mais pequenas e altura reduzida, a estrutura

consegue acompanhar com facilidade o movimento do solo.

Mas quando temos edifícios de grandes dimensões (massa e altura) tudo se complica,

já que para movimentos com grande velocidade a estrutura não consegue acompanhar

instantaneamente o deslocamento do solo, devido à sua grande altura, tendo como resultado

um esforço de flexão, que provoca esforços nos pilares com forças paralelas ao solo, devido ao

movimento a que este submete as lages do edifício.

Pela lei de Newton sabemos que a força é igual à massa vez a aceleração, F = M x a,

logo quanto maior a massa, maior a força exercida na estrutura. Isto provocará o desabamento



dos pilares que, concebidos para aguentar com esforços de orientação vertical, não têm rigidez

suficiente para aguentar os horizontais.

Este efeito faz com que, edifícios sem técnicas de prevenção sísmica, sujeitos a sismos

de grande intensidade colapsem durante a oscilação. Daí nos grandes arranha-céus serem

aplicadas novas técnicas para manter o edifício intacto durante os sismos.

Fig.4 Aplicação das forças num edifício durante um sismo

2.1. EM PORTUGAL

A 1 de Novembro de 1755 sentiu-se em Portugal o maior sismo de que há registo na

nossa história. Com magnitude de 8,75 na escala de Richter, o sismo devastou toda a cidade

de Lisboa deixando inúmeros edifícios irreversivelmente danificados e causando a morte a 60

mil vítimas sensivelmente. Por ter tido o seu epicentro no mar, o sismo provocou também um

maremoto que causou ainda uma maior vaga de destruição.



Fig.5 Gravura alusiva à destruição de Lisboa, 1755

Após o sismo, e com a necessidade de reconstruir a capital, o Marquês de Pombal

reorganizou a cidade e repensou na metodologia de construção das estruturas, e

estabelecendo ainda um padrão de edifícios.

“No entanto a primeira vez na História que técnicas e metodologias construtivas que

visavam conferir resistência sísmica às construções foram aplicadas de forma sistemática e à

escala de uma cidade, foi na reconstrução de Lisboa após o sismo de 1755.” (Lopes 2008)

A reconstrução da cidade de Lisboa fez-se com base numa organização de ruas

paralelas e perpendiculares entre si para facilitar os acessos. A maioria dos edifícios tinham a

mesma altura para diminuir os danos em caso de outro sismo. E pela primeira vez na história

foi aplicada em grande escala uma técnica de prevenção símica, conhecida como gaiola

pombalina. Esta técnica tinha por base a aplicação de vigas, na diagonal, nas estruturas dos

edifícios para aumentar a sua rigidez e oposição ao movimento em caso de sismo.



Fig. 6 Fotografia de uma maquete da Gaiola

Pombalina, com especial foco nas vigas

colocadas na diagonal

3. PROTEÇÃO SÍSMICA DE EDIFÍCIOS

A minimização das consequências provocadas pelos sismos tem vindo a ocupar um

papel cada vez mais importante na edificação de estruturas. Os principais objetivos destas

prevenções baseiam-se em reduzir ao máximo a perda de vidas humanas e diminuir os danos

físicos dos edifícios ou até mesmo da sua destruição.

Preparar um edifício para uma possível ocorrência sísmica significa diminuir o número

de perdas humanas provocadas pela sua destruição, assim como a gestão do esforço

económico necessário para a sua reconstrução e ou reparação do parque edificado. Como

principal resultado desta prevenção, teremos a permanência operacional da estrutura para

possível apoio à sociedade e imediata resposta a situações de emergência, como é o caso de

hospitais e centros de tomadas de decisão.

“A engenharia sísmica, por meio do desenvolvimento de novas tecnologias de

construção e pela criação de diferentes metodologias de análise, tem procurado dar resposta

ao duplo objetivo já evidenciado de salvaguarda de vidas e redução de danos. Obviamente, a



garantia de que uma estrutura será totalmente segura quando sujeita a um evento sísmico não

poderá nunca ser dada, tendo em conta, as incertezas na definição da ação sísmica e no

modelo de análise.” ( Texto adaptado, Guerreiro 2008)

É de evidenciar a completa ignorância do homem quanto à previsão de sismos. As

irregulares características dos sismos levam os engenheiros e arquitetos a desenvolver

parques de edifícios, com características preventivas, com base em previsões e registos

passados da zona sujeita a construção. Ou seja a completa garantia de resistência de um

edifício a qualquer sismo não existe, visto que os testes feitos a estruturas são realizados

apenas em ensaios à escala para uma determinada intensidade de sismo, sendo essa

intensidade uma previsão provável e não algo confirmado.

Neste capítulo evidenciaremos alguns exemplos de soluções de prevenção sísmica,

com mais ênfase sobre as soluções estruturais, como resultado da área de estudos em que

nos inserimos.

3.1. SOLUÇÕES ARQUITETÓNICAS

A divisão das soluções de prevenção sísmica, em arquitetónicas e estruturais é apenas

um método para facilitar o seu estudo. Na realidade o projeto de um edifício é desde logo o

resultado da cooperação entre arquitetos e engenheiros. A futura segurança do edifício em

caso de sismo irá depender da harmonia entre a parte estética e a funcionalidade estrutural do

edifício.

“O projeto de uma estrutura de um edifício parte normalmente de um projeto de

arquitetura do mesmo, em que são definidas as suas principais características geométricas:

localização e área de implantação em planta, número de pisos abaixo e acima do solo, divisão

do espaço em planta com a definição aproximada ou exata da localização das divisões, (...)

elementos de comunicação vertical, etc. A partir daí é preciso conceber (inventar) uma

estrutura que suporte todas as ações (...) a que o edifício poderá vir a estar sujeito, com grau

de probabilidade mínimo, durante a sua vida útil.” (Lopes 2008)

Imaginemos um edifício onde todas as paredes interiores, e mesmo as exteriores, se

encontram em posições diferentes, ou seja não existem semelhanças de um piso para o outro.



Nestas situações torna-se muito difícil proporcionar ao edifício uma garantia de estabilidade

através de paredes mestras que o percorram por inteiro até às suas fundações, garantindo

assim uma zona de maior rigidez à estrutura.

Claro que esta cooperação nem sempre é possível, isto porque não é regra a prioridade

estrutural em função da vertente estética. A arquitetura modernista de Le Corbusier é um

exemplo do posicionamento da beleza sob a segurança do edifício. Ele defendia o projeto

destes segundo a colocação de lages sob pilares, pilotis, verificando-se a ausência de vigas.

Com isto ele procurava estabelecer um novo tipo de relação entre o interno-externo, alterar

assim o ambiente das cidades. A sua arquitetura procurava ainda aumentar a abertura visual

no interior destes tornando quase inexistentes as paredes mestras. Claro que em função da

parte estética vem a redução da segurança estrutural, colocando inúmeros desafios de

segurança na resposta do edifício a ações impostas pelo meio envolvente. Esta arquitetura iria

provocar o enfraquecimento das estruturas através da falta de paredes mestras, dos lances de

escadas em betão sem caixa, e à estrutura apoiada em pilotis que conferem ao edifício

demasiada liberdade de movimento em caso de sismo deixando-o “torcer-se” provocando o seu

colapso.

Fig.7 Modelo da arquitetura preconizada por Le

Corbusier: lages sobre pilares sem vigas, pilatis, lances

de escadas sem caixa, ausência de paredes mestras



3.2. SOLUÇÕES ESTRUTURAIS

O processo de conceção de uma estrutura baseia-se inicialmente na capacidade dúctil

dessa estrutura, ou seja a capacidade desta aguentar as deformações horizontais provocadas

pelas ondas sísmicas, até ao momento do colapso, servindo-se apenas das capacidades

“elásticas” dos materiais que a constituem e do formato da sua conceção (rigidez das suas

placas, existência de “caixas” de escadas em betão armado, etc).

No entanto, nem todos os edifícios apresentam uma boa ductilidade. Isto pode ser

justificado pelas diferenças de rigidez nos materiais utilizados ou até mesmo pela conceção

estrutural do edifício que não o permite “torcer” livremente, provocando o seu colapso. Nestas

situações é então necessário recorrer a sistemas auxiliares de segurança anti-sísmica.

Fig. 8 Reforço de uma estrutura com recurso ao posicionamento de

treliças na diagonal. Dormitório da Universidade da Califórnia

Berkeley, Califórnia

Estes sistemas de segurança têm como objetivo tornar a estrutura capaz de suportar

todas as ações a que estará sujeita sem causar ao arquiteto grandes impedimentos na

projeção do parque edificado.



3.2.1. SISTEMAS DE PROTEÇÃO ATIVA

Dentro dos sistemas de proteção sísmica, existe ainda uma divisão no tipo de sistema,

em sistemas ativos ou passivos.

Os sistemas de proteção ativa são aqueles que procuram contrariar os movimentos de

um sismo pela aplicação de forças externas no edifício, provocando o anulamento destas. Ou

seja, podemos classificar estes sistemas como sistemas que necessitam de fornecimento de

energia.

O procedimento de aplicação deste sistema consiste na previsão da reação da

estrutura ao evento sísmico, e a posterior aplicação de sistemas hidráulicos que anularam

essas reações.

A grande desvantagem deste processo, deve-se às enormes quantidades de energia

necessárias para que o sistema exerça forças de escalas elevadíssimas. Mais uma vez

explicando pela lei de Newton, F = M x a, logo quanto maior a massa do edifício maior serão as

forças necessárias para contrariar o movimento sísmico. Isto traduz-se num elevado custo

monetário, tornando este tipo de sistemas menos comuns.

Fig 9 Exemplo de um sistema hidráulico de edifícios



3.2.2. SISTEMAS DE PROTEÇÃO PASSIVA

Ao contrário dos sistemas ativos, os passivos dispensam qualquer tipo de fornecimento

de energia. Isto permite simplificar a sua conceção que aliada à grande eficácia na proteção de

estruturas torna este sistemas economicamente mais acessíveis Como consequente são mais

requisitados que os referidos anteriormente.

A seguir apresentaremos dois tipos de sistemas de proteção passiva mais comuns: os

de isolamento de base e de dissipação de energia.

3.2.2.1. ISOLAMENTO DE BASE

O sistema de isolamento de base como o próprio nome indica, objetiva isolar a base do

resto da estrutura. De um ponto de vista mais analista, a percebemo-nos de que esta ideia não

se concretiza literalmente. Isto porque apesar da independência horizontal, a vertical

permanece presente, caso contrário teríamos o edifício a flutuar.

Este sistema permite dotar o edifício de uma certa liberdade de movimento em relação

à sua base (fundações). Como analisado no tópico EFEITOS DOS SISMOS NOS EDIFÍCIOS,

a estrutura tentará acompanhar o movimento da sua base. Ora se a base estiver “separada” da

restante estrutura, esta poderá movimentar-se livremente sem implicar o movimento do resto.

O efeito geral é o mesmo de assentar o edifício sobre esferas.

Mas a aplicação deste tipo de sistema apresenta algumas limitações, nomeadamente

na projeção do espaço circundante ao da estrutura. Ao dotar o edifício desta liberdade, ou seja

diminuindo a regidez no sentido horizontal é inevitável o aumento dos movimentos nessa

mesma direção. Como consequência torna-se absolutamente necessário garantir o

espaçamento suficiente para o edifício se “mover” (o que torna impossível a aplicação deste

sistema em edifícios construídos em banda).

A grande vantagem deste sistema reside no facto de os movimentos, entre os pisos

superiores do edifício, serem quase nulos.



“A consequência imediata da interposição de uma camada deformável é a redução da

frequência própria de vibração. Numa estrutura com isolamento de base os deslocamentos

horizontais concentram-se ao nível da camada de isolamento. A restante estrutura quase não

se deforma, comportando-se como um corpo rígido. Aumentam os deslocamentos, mas não a

deformação.” (Guerreiro 2008)

Fig 10 Esquema de reação, ao movimento do solo, de uma estrutura com e sem isolamento de base

Apesar de considerarmos este tipo de sistema como um só, existem já diferentes tipos

de dispositivos. Cada um com características especiais mas sempre com o objetivo de isolar a

base da estrutura: sendo os principais dispositivos os blocos de Borracha de Alto

Amortecimento (mais conhecidos pela sigla HDRB), Blocos de Borracha com Núcleo de

Chumbo ( LRB, do inglês lead rubber bearing), Sistema Pendular com Atrito - FPS. (Guerreiro

2008) Apesar de diversas características específicas estes dispositivos têm que apresentar

algumas em comum, nomeadamente:

● Capacidade de suporte (capacidade para aguentar com as cargas verticais);

● Baixa rigidez horizontal (ser capaz de permitir à base movimentar-se de forma

independente do resto do edifício);

● Capacidade de dissipação de energia;

● Capacidade de voltar à posição inicial;



Fig.11 Dois tipos de dispositivos de isolamento de base

3.2.2.2. DISSIPAÇÃO DE ENERGIA

A grandes consequências da ação sísmica num edifício tem por base a libertação de

grandes quantidades de energia na sua estrutura. Essa energia pode tomar dois caminhos: ou

é absorvida pelo edifício provocando deformações na sua estrutura ou é dissipada através de

processos mais ou menos controlados.

Estes processos servem-se de sistemas de dissipação de energia especialmente

concebidos e testados para dissipar grandes níveis de energia sem se deteriorarem. O facto de

se conseguir dissipar grandes quantidades de energia de forma fiável e eficaz, sem provocar

danos estruturais, tornam estes sistemas um recurso muito credível na proteção de estrutras

contra os sismos.

Para uma melhor eficácia e maior desempenho dos sistemas, os dissipadores devem

ser colocados na estrutura do edifício. Apenas aí o dispositivo conseguirá maximizar a sua

deformação provocando uma maior dissipação da energia transmitida à estrutura.



Assim como nas soluções analisadas anteriormente, também os sistemas de dissipação

de energia apresentam vários tipos de dispositivos com características próprias. Dentro destes

dispositivos temos os dissipadores metálicos histéricos. Estes dispositivos tirando partido da

capacidade de deformação elástica do metal, sendo o mais comum o aço, controlam a

intensidade da força horizontal durante um evento sísmico. A força depende maioritariamente

dos deslocamentos impostos ao dissipador. (Guerreiro 2006)

Fig. 12 Dissipadores metálicos histéricos aplicados diretamente na

estrutura

Os dissipadores por atrito são outra alternativa de dissipação de energia. Estes

dispositivos cumprem a sua função através de forças de atrito geradas entre a fricção de dois

materiais. Os dissipadores de atrito têm a sua capacidade de dissipação de energia associada

ao coeficiente de atrito entre os materiais deslizantes, que ao deslizarem dissipam energia

cinética por calor (Cardozo, 2010).



Fig. 13 Dissipador por atrito, Universidade de Concórdia, Canadá

Temos ainda os dispositivos conhecidos por T.M.D. (do inglês tuned mass damper, isto

é, amortecedor de massa sintonizada) que são utilizados para controlar as vibrações do

edifício. Este dispositivo é aplicável não só para contrariar as deformações durante um evento

sísmico, mas também as oscilações provocadas pelos fortes ventos presentes em grandes

altitudes. São formados por um oscilador com uma frequência própria calculada de forma a

coincidir com a da vibração da estrutura. Assim, a transferência de energia para o

dispositivo fará com que a deformação estrutural seja menor.

Fig. 14 Dispositivo T.M.D. situado no topo do arranha-céus Taipei 101



4. CONCLUSÃO

No final do projeto, podemos concluir que a grande longevidade dos edifícios resulta de

um cuidado planeamento estrutural. Planeamento esse que composto pela análise do território

onde se irá edificar a estrutura, uma boa cooperação entre arquitetos e engenheiros, escolha

detalhada dos materiais e técnicas a utilizar e por fim optar pelo dispositivo de proteção sísmica

que melhor se adequa à estrutura.

Todo este processo surgiu da necessidade de proteger a nossa sociedade. Não só os

nossos bens imóveis como todos os cidadãos que a compõem, sendo que o principal resultado

destes cuidadosos planeamentos é o aumento do bem estar das populações.

Mas é necessário referir que apesar do grande desenvolvimento das técnicas de

segurança e prevenção sísmica, estes fenómenos naturais continuam a ser de extrema

dificuldade de perceção e previsão. No entanto o trabalho desenvolvido pelos engenheiros

baseia-se em conseguir estabelecer padrões de segurança, com os riscos mínimos em caso de

sismo.



Referências Bibliográficas

Guerreiro, Luís. 2008. “Novas Técnicas de Proteção Sísmica”. In Sismos e Edifícios, ed.

Mário Lopes, 365‐ 388. Amadora: Edições Orion. ƒ

Lopes, Mário. 2008. “Conceção de Estruturas”. In Sismos e Edifícios, ed. Mário

Lopes, 189‐ 268. Amadora: Edições Orion.

Monteiro, Mauro. 2011.

https://fenix.tecnico.ulisboa.pt/downloadFile/395143135965/Disserta%C3%A7%C3%A3

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Toueg, Gabriel. http://topicos.estadao.com.br/terremoto-no-haiti (acedido 11 de

setembro, 2014)

Guerreiro, Luís. 2004. http://www.civil.ist.utl.pt/~luisg/textos/isolamento_mest.pdf

(acedido a 10 de outubro, 2014)

A.N.P.C (Autoridade Nacional de Proteção Civil)

http://www.proteccaocivil.pt/RiscosVulnerabilidades/RiscosNaturais/Sismos/Pages/Oque

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