Numerical safety and performance analysis of a multipurpose building’s structure: case study

Análise numérica de segurança e desempenho da estrutura de edifício multiuso: estudo de caso

Autores

Palavras-chave:

Pathology of buildings, Elastic Instability, Structural Analysis

Resumo

This report presents a case study of a multi-use building situated in Brasília-DF. The building's structural model is made up of elements of a spatial portico and four-knot plate, measuring 25.75 by 25.75 m with a height of 11.65 m. The structure is supported by rotating pillars at the base. The ground floor has a ceiling height of 3.25 m, while the other floors have a ceiling height of 2.80 m. The closure is made of bored brick masonry. In this article, numerical analyses were conducted using the SAP2000 structural software to verify the structure's displacement, deformation, and stress. The study followed the ultimate and in-use limit state criteria for the Brazilian standard of reinforced concrete (NBR 6118). The report also presents the building's structural pathologies, detected through visual inspection. The main structural elements and their respective pathologies are described, and numerical tests are shown. Due to the presence of various cracks and other pathologies in the building, an elastic instability analysis was conducted using the Rankine-Marchant analysis model to verify the collapse load factor. After approximately 17 years of use, the building is revisited to assess the durability and performance of the recovered structural components and procedures.

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Biografia do Autor

Leonardo Inojosa, Universidade de Brasília

Graduado em Arquitetura e Urbanismo pela Universidade de São Paulo (2003), com mestrado em Arquitetura e Urbanismo pela Universidade de Brasília (2010) e doutorado pela Universidade de Brasília (2019) e Especialização Master em Estruturas de Edificações pela Universitat de Barcelona (2022). Atuou como chefe do Departamento de Edificações - DEDI, da NOVACAP - Companhia Urbanizadora da Nova Capital do Brasil (2015-2017) e como Diretor do CEPLAN - Centro de Planejamento Oscar Niemeyer - UnB (2020-2021). Tem experiência acadêmica em Engenharia, Arquitetura e Urbanismo, com ênfase em Tecnologia da Arquitetura, Estruturas e Representação Gráfica, atuando principalmente nos seguintes temas: arquitetura, projeto, sistema estrutural, estrutura de concreto, desenho técnico e BIM - Building Information Modeling. Atualmente é professor do Departamento de Engenharia Civil e Ambiental da Faculdade de Tecnologia da Universidade de Brasília (FT-UnB).

Márcio Buzar, Universidade de Brasília

Graduado em Engenharia Civil pela Universidade Estadual do Maranhão (1994), Mestrado (1996) e Doutorado (2004) em Estruturas e Construção Civil pela Universidade de Brasília. É professor Associado da Universidade de Brasília onde também atuou como Coordenador do Programa de Pós Graduação da Faculdade de Arquitetura de 2013 a 2015, PPG-FAU-UnB. Tem experiência na área de Engenharia Civil com diversos projetos realizados de Segurança Estrutural. Participou do Projeto do REUNI, Projetando e Coordenando mais de 250 mil m2 nos CAMPI da UnB. Atua no programa de Pós-Graduação da FAU-UnB desde 2005 nas áreas de Tecnologia, Ambiente e Sustentabilidade e sistemas estruturais. É coordenador junto ao PPG - FAU da Linha de Pesquisa Estrutura e Arquitetura, onde leciona a Disciplina Patologia das Construções na Pós Graduação. Tem feito parceria e pesquisa com a equipe técnico da Defesa Civil e Corpo de Bombeiros do DF, dando ênfase ao estudo de Monitoramento áreas de Risco. Tem feito pesquisa na área de Segurança Estrutural onde orientou duas teses de doutorado sobre a Reabilitação de obras de Arte Especial OAEs. Também estuda o comportamento de novos materiais como concreto translúcido, concreto leve, concreto colorido, desenvolve trabalhos sobre o uso de resíduo da construção RCD e EPS. Na área de estrutura investiga a integração dos projetos de estrutura e arquitetura visando uma concepção estrutural compartilhada. Investiga também o sistema estrutural na Obra de Oscar Niemeyer com vários trabalhos publicados nesse tema, mais recentemente, tem se dedicado ao estudo sustentabilidade na construção e computação gráfica aplicada às estruturas. Na engenharia tem formação em mecânica das estruturas, atuando principalmente nos seguintes temas: análise estrutural de edifícios, análise plástica limite, elementos finitos. Coordena o LabRAC - Laboratório de Reabilitação do Ambiente Construído. Foi, em 2018, Diretor do Departamento de Estradas e Rodagens do Distrito Federal / DER-DF, onde Coordenou a Reabilitação do Viaduto do Eixo Rodoviário Sul - Eixão. Coordenou Projeto e Obra da Saída Norte de Brasília tida como a maior Obra recente do Distrito Federal com mais de 27 viadutos e pontes, Propôs uma metodologia para Análise das OAEs, auxiliando o Gestor Público na tomada de decisões de Recuperação de Obras do Patrimônio Moderno. Foi Diretor de Edificações da NOVACAP de 2015 a 2017, realizando e coordenando centenas de obras de interesse público para a População de Brasília. Recentemente foi laureado com a Medalha da Defesa Civil do Distrito Federal, Em 2018 recebeu o Título de Comendador do Corpo de Bombeiros do DF. E Também recebeu a Medalha Mérito Segurança Pública, da Secretaria de Estado de Segurança Pública do DF. Atualmente Está realizando o Estágio de Pós-Doutorado na FEUP Universidade do Porto - Portugal.

José Humberto De Paula, Universidade de Brasília

Graduado em em Engenharia Civil pela Universidade de Brasília-UnB (1979) e Mestrado em Estruturas e Construção Civil pela Universidade de Brasília (1994). Doutorando em Arquitetura e Urbanismo, habilitação em Estruturas, Tecnologia, Ambiente e Sustentabilidade pela Universidade de Brasília. Atualmente é Professor Assistente III na Universidade de Brasília-UnB. Tem experiência em gestão de grandes projetos de engenharia e, também, na área de Administração, com ênfase em Gestão de Empresas Públicas. Suas principais atividades estão ligados a docência, pesquisa e prestação de serviços à comunidade na área de engenharia civil, trabalhando com temas relacionados com estruturas de aço e madeira, com ênfase nos seguintes temas: projeto de perfis de aço de chapa dobrada a frio, projetos de galpões leves em aço, projetos de edifícios de andares múltiplos em aço, análise de estruturas em regime plástico, análise linear e não linear e estruturas, segurança e desempenho de estruturas de aço e madeira; Experiência em estruturas de madeira com ênfase em: desenvolvimento de modelos matemáticos de resistência e modelos de dimensionamento de madeira tropical utilizando propriedades físicas e mecânicas, projeto de estruturas de cobertura em madeira, pontes de madeira, fabricação e montagem de estruturas de madeira.

Lenildo da Silva, Universidade de Brasília

Possui graduação em Engenharia Civil pela Universidade Federal de Mato Grosso (1994), Mestrado em Estruturas e Construção Civil pela Universidade de Brasília (1997) e Doutorado em Geotecnia pela Universidade de Brasília (2003). É professor Adjunto do Departamento de Engenharia Civil e Ambiental da Universidade de Brasília (UnB) . Tem experiência na área de Engenharia Civil, com ênfase em projeto e monitoramento de estruturas em Concreto Armado e Metálicas. Coordena o projeto Monitoramento, Análise Estrutural e Verificação de Segurança e Desempenho do Edifício do INCRA utilizando dados de sensores diversos e Inteligência Artificial com uso de Deep Learning, executado em conjunto com o Instituto Nacional de Colonização e Reforma Agrária (INCRA)

Referências

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Publicado

2023-10-11

Edição

2023: Convergent Realities

Seção

Articles