Determinação da probabilidade de falha em um edifício submetido a uma excitação sísmica

Resumo

Este artigo apresenta uma metodologia para a determinação da probabilidade de falha em edifícios submetidos a uma excitação sísmica. Incertezas nos parâmetros do movimento do solo e da estrutura são consideradas nesse procedimento. A excitação sísmica é modelada como um processo estocástico estacionário unidimensional, utilizando a função densidade espectral de potência de Kanai-Tajimi, e são atribuídas aleatoriedades na frequência, amortecimento e pico de aceleração do solo. A estrutura analisada corresponde a um edificio, com 10 pavimentos, no qual a obtenção da resposta dinâmica é calculada levando-se em conta as aleatoriedades em sua massa, rigidez e razão de amortecimento. Para ilustrar a proposta, são realizadas 3.000 simulações computacionais, no programa MATLAB, considerando três tipos de solos, em uma região que poderia estar situada na zona sísmica 3 do Peru. Os valores máximos médios, em módulo, para o deslocamento e a aceleração em cada andar do edifício, o deslocamento relativo entre os andares e a probabilidade de falha são determinados. Considera-se como estado limite para dano estrutural um valor máximo para o deslocamento relativo entre os andares. Os resultados mostram que altas probabilidades de falhas são observadas em solos com frequências situadas entre as frequências naturais dos dois primeiros modos de vibrações da estrutura.