Avaliação dos estados limites de dano sísmico e custo de reparação de pilares ocos de betão armado

Abstract

Os pilares ocos de betão armado são usualmente utilizados em obras de arte, quando é necessário que um pilar tenha uma grande altura, mas com uma grande rigidez e um peso reduzido. Estes mesmos pilares têm um comportamento muito semelhante ao de paredes estruturais, portanto os modos de rotura e padrão de danos podem ser associados em ambos os mecanismos de flexão e de corte, onde normalmente o mecanismo de rotura por corte é predominante. Neste contexto, não é simples a definição de danos esperados e é bastante complexo definir um único parâmetro que seja capaz de prever esses comportamentos. Efetuada uma pesquisa foi visto que ainda existem muito poucos estudos sobre o padrão de danos e consequências económicas da reparação e reforço dos danos físicos existente neste tipo de elementos quando submetidos a ações sísmicas. Estas informações são muito importantes quando se equaciona a análise custo-benefício de medidas de prevenção ou reparação dos danos sísmicos segundo um determinado padrão. Portanto, o presente trabalho pretende estabelecer uma estratégia para identificar os Estado Limite de Dano Sísmicos em pilares ocos de betão armado e definir um parâmetro de resposta capaz de traduzir os níveis de dano. Pretende-se também discutir as adequadas estratégicas de reparação e reforço, bem como os seus custos, associados a cada estados limite de dano sísmico. Para este efeito, vários ensaios experimentais realizados no LESE (Laboratório de Engenharia Sísmica e Estrutural) da FEUP (Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto) serão analisados, envolvendo o comportamento cíclico de espécimes em escala reduzida, onde será avaliado o padrão de danos e estimados os parâmetros de resposta correspondentes (EDP). Para a determinação dos custos de reparação e reforço será tido em conta o trabalho realizado no projeto PRISE.

Hollow columns of reinforced concrete are usually used in works of art (e.g. Bridges), when it’s required to have a large height, but with a high rigidity and low weight. These same of columns have a very similar behavior to that of structural walls, therefore modes of failure and damage pattern can be associated with both mechanisms bending and shear where usually the shear failure mechanism is predominant. In this context, is not simple to define damage of is quite complex and defining a single parameter that is able to predict such behavior. Conducted a survey it was seen that there are very few studies on the pattern of damage and economic consequences of repair and reinforcement of existing physical damage in such elements when subjected to seismic loads. This information is very important when it equates the cost-benefit analysis of measures to prevent or repair of earthquake damage in a pattern. Therefore, this study aims to establish a strategy to identify the limit states of seismic damage in hollow columns of reinforced concrete and set a response parameter able to translate the damage levels. It’s intended to also discuss the appropriate reinforcement repair strategies as well as the cost associated with each state seismic damage threshold. For this purpose, several experimental tests performed at LESE (Laboratory of Earthquake and Structural Engineering) from FEUP (Faculty of Engineering of Porto University), will be analyzed, including the cyclical behavior of specimens in reduce scale, where the standard of damage and estimated the corresponding response parameter (EDP) will be evaluated. To determine the repair and reinforcement costs will be taken into account the work done in the PRISE project.