Análise comparativa de modelos estruturais sismo-resistentes: impacto das exigências sísmicas e consumo de materiais em edifícios de concreto armado
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Data
2025
Autores
Feliciano, Raul Francisco
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Resumo
A atualização da norma técnica NBR 15421 (ABNT, 2023) evidencia que, apesar da baixa incidência sísmica, o Brasil não está imune a eventos sísmicos significativos. Neste contexto, com a finalidade de avaliar o impacto das exigências sísmicas na concepção estrutural e no consumo de materiais, três modelos estruturais de um edifício de 11 pavimentos em concreto armado foram comparados. O primeiro modelo foi dimensionado sem considerar os efeitos sísmicos, contemplando apenas cargas gravitacionais; o segundo incorporou efeitos sísmicos moderados, típicos do Brasil; enquanto o terceiro foi concebido para suportar ações sísmicas intensas, similares às do Peru. As análises modais e espectrais foram realizadas com o auxílio do software CAD/TQS, aplicando parâmetros normativos da NBR 15421 (ABNT, 2023) e da E030 peruana (RNE, 2018). Os resultados demonstram que o aumento da rigidez estrutural aliada a manutenção da ductilidade do sistema, indispensáveis para mitigar efeitos dinâmicos, elevaram o consumo de concreto em 22,54%, de formas em 6,33% e de aço em 60,12%, resultando em acréscimo de 34,97% no orçamento do terceiro modelo. Entretanto, ao analisar o custo global das edificações com base no CUB (fev/2025), verificou-se que, no Brasil, o incremento para implementar um projeto sismo-resistente é relativamente baixo (0,83%), destacando a viabilidade econômica da adoção dos critérios normativos para uma estrutura segura e eficiente.
Resumen
La actualización de la norma técnica NBR 15421 (ABNT, 2023) evidencia que, a pesar de la baja incidencia sísmica, Brasil no está exento de eventos sísmicos significativos. En este contexto, con el fin de evaluar el impacto de los requisitos sísmicos en la concepción estructural y en el consumo de materiales, se compararon tres modelos estructurales de un edificio de 11 pisos en hormigón armado. El primer modelo fue dimensionado sin considerar los efectos sísmicos, contemplando únicamente cargas gravitacionales; el segundo incorporó efectos sísmicos moderados, típicos de Brasil; mientras que el tercero fue diseñado para resistir acciones sísmicas intensas, similares a las observadas en Perú. Los análisis modales y espectrales se realizaron con el software CAD/TQS, aplicando parámetros normativos de la NBR 15421 (ABNT, 2023) y de la E030 peruana (RNE, 2018). Los resultados indican que el incremento de rigidez estructural, indispensable para mitigar efectos dinámicos, elevó el consumo de hormigón en un 22,54%, de encofrados en un 6,33% y de acero en un 60,12%, resultando en un aumento del 34,97% en el presupuesto del tercer modelo. Sin embargo, al analizar el costo global de las edificaciones con base en el CUB (feb/2025), se verificó que, em Brasil, el incremento para implementar un proyecto sismorresistente es relativamente bajo (0,83%), destacando la viabilidad económica de adoptar criterios normativos para uma estructura segura y eficiente.
Abstract
The updated Brazilian technical standard NBR 15421 (ABNT, 2023) emphasizes that, despite low seismic activity, Brazil is not exempt from significant seismic events. In this context, aiming to assess the impact of seismic requirements on structural design and material consumption, three structural models of an 11-story reinforced concrete building were compared. The first model was designed without seismic considerations, accommodating only gravitational loads; the second incorporated moderate seismic effects typical in Brazil; and the third was designed to withstand intense seismic actions similar to those in Peru. Modal and spectral analyses were performed using CAD/TQS software, applying normative parameters from the Brazilian NBR 15421 (ABNT, 2023) and Peruvian E030 (RNE, 2018) standards. Results indicated that the increase in structural rigidity, essential to mitigate dynamic effects, led to increased consumption of concrete by 22.54%, formwork by 6.33%, and steel by 60.12%, resulting in an overall cost increase of 34.97% for the third model. However, analyzing the global construction cost based on CUB data (Feb/2025), it was observed that the additional cost to implement seismic-resistant criteria in Brazil is relatively low (0.83%), reinforcing the economic feasibility of adopting normative criteria for a safer and more efficient structure.
Descrição
Trabalho de Conclusão de Curso apresentado ao Instituto Latino-Americano de Tecnologia, Infraestrutura e Território da Universidade Federal da Integração Latino-Americana, como requisito parcial à obtenção do título de Bacharel em Engenharia Civil de Infraestrutura.
Palavras-chave
concreto armado, ondas sísmicas, edificações, concreto de alta resistência