O CYPECAD foi concebido para realizar o cálculo e dimensionamento de estruturas para edifícios, sujeitos a ações horizontais e verticais e à ação do fogo.
Esta página fornece mais informação sobre o cálculo sísmico que o CYPECAD realiza.
Na página CYPECAD, pode encontrar a informação geral sobre este programa.
Análise de solicitações
Antes de especificar as características do cálculo sísmico que o CYPECAD pode realizar, é interessante que tenha em conta a análise das solicitações verticais e horizontais que o programa realiza.
No ponto “Análise de solicitações” da página sobre informação genérica do CYPECAD pode encontrar um resumo sobre este assunto.
No manual “CYPECAD – Memória de cálculo” pode encontrar mais informação detalhada. O manual é acessível a partir do menu principal dos programas da CYPE ou a partir do menu “Ajuda” do CYPECAD.
Cálculo sísmico
O cálculo sísmico realiza-se mediante uma análise modal espectral completa que resolve cada modo como uma hipótese e realiza a expansão modal e a combinação modal para a obtenção de esforços.
A partir do menu principal dos programas CYPE ou a partir do menu “Ajuda” do CYPECAD poderá consultar o manual “CYPECAD – Memória de cálculo”, onde encontrará mais informação sobre o cálculo sísmico efetuado pelo CYPECAD.
A seleção da norma para realizar o cálculo sísmico no CYPECAD situa-se no diálogo “Dados gerais”, no ponto “Ações”. Na página “CYPECAD. Dados gerais e opções de cálculo e gerais” dispõe de informação sobre como aceder a este diálogo.
Consulte as normas que pode utilizar no ponto “Normas incluídas na licença do utilizador” desta página web.
Nos seguintes pontos detalham-se alguns aspetos importantes sobre o potencial do cálculo sísmico realizado pelo CYPECAD.
Efeito dos elementos construtivos não estruturais no comportamento sísmico do edifício
A consideração do efeito dos elementos construtivos não estruturais (paredes exteriores e interiores) no comportamento de um edifício sujeito às ações sísmicas é de vital importância, especialmente quando existem plantas diáfanas ou com paredes exteriores e interiores menos rígidas que nas restantes plantas.
O CYPECAD permite contemplar o efeito dos elementos construtivos não estruturais durante um sismo, através de duas formas:
- Através da amplificação de esforços nas plantas diáfanas ou com paredes divisórias menos rígidas que nas restantes plantas
Método aproximado.
- Através de uma análise dinâmica de edifícios submetidos a ações sísmicas que incluem o efeito dos elementos construtivos não estruturais
Análise precisa desenvolvida pela CYPE com a colaboração do Centro Internacional de Métodos Numéricos en Ingeniería (CIMNE) da Universidad Politécnica de Cataluña (UPC); e transposto no módulo “Interação da estrutura com os elementos construtivos” (para a sua utilização é necessário que o módulo esteja incluído na licença do utilizador).
Cálculo sísmico com amplificação de esforços nas plantas diáfanas ou com paredes divisórias menos rígidas que nas restantes plantas
Existem normas que obrigam a contemplar a ausência ou diminuição de rigidez das paredes exteriores e interiores em determinadas plantas, através da aplicação de fatores de amplificação de momentos e transversos para pilares, vigas, muros e paredes, nas plantas que transmitem menos rigidez que as restantes face aos deslocamentos horizontais provocados pela ação sísmica. Por exemplo, a norma IS 13920 (Índia) -Soft Storey- ou o Proyecto de Reglamento CIRSOC 103-2008 (Argentina) -Piso débil. A tendência das normas que não têm em conta estes efeitos deve encaminhar-se no sentido de os contemplar.
O CYPECAD permite introduzir fatores de amplificação de momentos e esforços transversos para pilares, vigas, muros e paredes nas plantas que o utilizador desejar, independentemente da norma selecionada. Para isso foi implementado no diálogo Dados gerais (menu Obra > Dados gerais) a opção Amplificação de esforços por planta. A ativação desta opção abre um diálogo com o mesmo nome. Se a norma selecionada contempla o efeito da menor rigidez das plantas com paredes interiores mais débeis, o programa mostra neste diálogo os fatores de amplificação de momentos e esforços transversos correspondentes para que o utilizador selecione as plantas onde deseja aplicá-los. Também permite que o utilizador indique os fatores que desejar. Se a norma selecionada não contemplar estes efeitos, o programa permite ao utilizador introduzir os fatores de amplificação que desejar nas plantas que selecione.
Este método para a consideração do efeito que tem a ausência de paredes exteriores e interiores em determinadas plantas face à ação sísmica, é uma aproximação à realidade do comportamento do edifício.
O CYPECAD dispõe de uma ferramenta informática que contempla de modo mais preciso a influência que tem a distribuição no edifício das paredes exteriores e interiores: trata-se do módulo “Interação da estrutura com os elementos construtivos” que se expõe no seguinte ponto.
Interação da estrutura com os elementos construtivos
O CYPECAD dispõe de uma ferramenta informática que permite realizar uma análise dinâmica de edifícios submetidos a ações sísmicas que incluem o efeito dos elementos construtivos não estruturais, nomeadamente paredes de fachada e divisórias e considera vários modelos de comportamento do edifício correspondentes a diferentes situações ou estados desses elementos.
As paredes de fachada e divisórias dos edifícios são consideradas elementos ‘não estruturais’, no entanto, durante um sismo, afetam a rigidez da estrutura, modificando a distribuição e magnitude dos esforços provocados pela ação sísmica. Por exemplo, quando há uma distribuição não uniforme entre plantas das rigidezes associadas às paredes de fachada, as forças horizontais têm maior incidência nos pilares das plantas com menor rigidez, produzindo esforços transversos de elevada magnitude nos pilares. Se estes não estiverem convenientemente dimensionados, os esforços podem provocar a sua rotura, o que colocaria em causa a estabilidade do edifício podendo levá-lo inclusivamente ao colapso.
Este módulo foi desenvolvido pela CYPE, com a colaboração do Centro Internacional de Métodos Numéricos en Ingeniería (CIMNE) da Universidad Politécnica de Cataluña (UPC), foi financiado pelo Centro para o Desarrollo Tecnológico Industrial (CDTI) e cofinanciado pelo Fondo Europeo de Desarrollo Regional (FEDER).
Atualmente não existem no mercado ferramentas informáticas para o cálculo estrutural de edifícios que integrem a possibilidade de considerar de forma simples as paredes de fachada e divisórias, apesar de se ter demonstrado que têm consequências diretas sobre a estabilidade, rigidez e segurança do edifício perante um sismo. Visto que este módulo do CYPECAD as integra e mantém os tempos de computação num valor admissível, a sua incorporação nos projetos de edificação acrescentar-lhes-á qualidade e proporcionará segurança aos seus ocupantes, podendo evitar-se perdas lamentáveis tanto materiais como humanas após um sismo.
Na página “Interação da estrutura com os elementos construtivos” dispõe de mais informação.
Critérios de dimensionamento sísmico por capacidade
Critérios de dimensionamento sísmico por capacidade para suportes e vigas de betão
Quando no CYPECAD se realiza um cálculo sísmico, o programa tem em conta critérios de dimensionamento por capacidade de determinadas normas.
- Para suportes de betão, o programa tem em conta os critérios de dimensionamento por capacidade à flexão e ao esforço transverso das seguintes normas:
- EHE‑08 (Espanha)
Segundo o Anexo 10 da norma. - NCSE‑02 (Espanha)
- IS 13920: 1993 (Índia)
Só dispõe de critérios de dimensionamento por capacidade ao esforço transverso. - ACI 318M‑08 (USA)
- NSR‑10 (Colômbia)
- 1997 UBC (USA)
- CIRSOC 103‑2005 (Argentina)
Com a combinação do regulamento de betão CIRSOC 201‑2005, e dos regulamentos sísmicos CIRSOC 103‑2008 ou CIRSOC 103‑1991. - NTE E.060: 2009 (Peru)
- NEC -11 (Equador)
- PS 92 (França)
- PS 92 (versão revista 2010) (França)
- RPA 99/v 2003 (Argélia)
- RPS 2000 (Marrocos)
- RPS 2011 (Marrocos)
- EHE‑08 (Espanha)
- Para vigas de betão, o programa tem em conta os critérios de dimensionamento por capacidade ao esforço transverso para as seguintes normas:
- EHE‑08 (Espanha)
Segundo o Anexo 10 da norma. - NCSE‑02 (Espanha)
- IS 13920: 1993 (Índia)
- ACI 318M-08 (USA)
- NSR‑10 (Colômbia)
- 1997 UBC (USA)
- CIRSOC 103‑2005 (Argentina)
Com a combinação do regulamento de betão CIRSOC 201‑2005, e dos regulamentos sísmicos CIRSOC 103‑2008 ou CIRSOC 103‑1991. - NTE E.060: 2009 (Peru)
- NEC -11 (Equador)
- PS 92 (França)
- PS 92 (versão revista 2010) (França)
- RPA 99/v 2003 (Argélia)
- RPS 2000 (Marrocos)
- RPS 2011 (Marrocos)
- EHE‑08 (Espanha)
Os critérios de dimensionamento por capacidade especificam-se nas Listagens justificativas dos Estados Limite Últimos de vigas e de pilares de betão.
Para que o CYPECAD tenha em conta os critérios de dimensionamento por capacidade das normas de sismo indicadas, cada uma delas deve ser compatível com a norma de betão selecionada na obra e permitir a utilização dos editores de vigas e pilares avançados. No ponto "Normas disponíveis para o Editor de vigas avançado" da página "Vigas de betão do CYPECAD" pode consultar estas compatibilidades.
Critérios de dimensionamento sísmico por capacidade para lajes
Nas verificações por capacidade que efetua o CYPECAD contemplam-se automaticamente as características geométricas e mecânicas de pilares e vigas de betão e, de modo opcional, as lajes apoiadas nas vigas que chegam a um pilar.
Para definir as características geométricas e mecânicas destas lajes, para efeitos das verificações por capacidade de vigas e pilares de betão, foi implementado no programa a opção Atribuir dados para verificação por capacidade (separador Entrada de vigas > menu Vigas).
A opção mencionada só será visível se se realizar um cálculo sísmico com uma norma para a qual o programa tenha implementado os critérios de dimensionamento por capacidade.
Quando se ativa essa opção, aparece um diálogo onde o utilizador pode definir os seguintes dados:
- Largura efetiva momentos positivos
- Largura efetiva momentos negativos
- Altura efetiva
- Quantidade mecânica de armadura inferior
- Quantidade mecânica de armadura superior
O utilizador pode atribuí-los livremente a cada um dos lados e extremos das vigas que chegam a pilares. Isto permite contemplar os casos, nas quais as lajes tenham características geométricas ou mecânicas diferentes de um e de outro lado das vigas, ou nos casos onde não exista laje num dos lados da viga.
Para identificar cada um dos lados e os extremos das vigas aos quais foram atribuídos dados para as verificações por capacidade, o programa desenha uns pequenos triângulos de cor magenta nessas zonas que se visualizam quando se seleciona a opção Atribuir dados para verificação por capacidade. Os triângulos serão de cor verde nas zonas onde não se atribuíram as características da laje, em cujo caso, as dimensões e quantidades desta não intervêm nas verificações por capacidade de pilares e vigas de betão.
Correção por corte basal para o cálculo sísmico através do método de análise dinâmica
Determinadas normas sísmicas exigem o cumprimento da condição de corte basal mínimo quando se aplica o método dinâmico modal-espectral para o cálculo da ação sísmica. A verificação de corte basal está implementada no CYPECAD para as seguintes normas:
- 2009 IBC (USA)
- 2011 PRBC (Porto Rico)
- ASCE 7-05 (USA)
- CFE 2008 (México)
- CHOC-04 (Honduras)
- COVENIN 17561:2001 (Venezuela)
- CSCR 2010 (Costa Rica)
- IS 1893 (Part 1): 2002 (Índia)
- NCh433.Of1996 Mod.2009 (Dºnº61. de 2011) (Chile)
- NEC -11 (Equador)
- Norma Técnica E.030 (Peru)
- NSE-10 (Guatemala)
- NSR‑10 (Colômbia)
- NTC-2004 (México)
- R-001 2011 (República Dominicana)
- REP-04 (Panamá)
- RPA 99/v 2003 (Argélia)
- RPS 2011 (Marrocos)
- RPS 2000 (Marrocos)
- SANS 10160-4:2011 (África do Sul)
O valor do corte dinâmico total na base (Vd), obtido depois de realizar a combinação modal (CQC), para qualquer das direções de análise, não pode ser menor que um determinado valor limite. Esse valor equivale a uma percentagem (α) do corte na base da estrutura calculado através do método estático (Vs). Ou seja, deve cumprir a condição 
Se não cumprir a condição de corte basal mínimo, os resultados da análise 
O ajuste cobre todos os resultados da análise dinâmica, incluindo os deslocamentos, distorções, forças nos pisos, esforços transversos nos pisos, corte na base e forças nos elementos.
Período fundamental da estrutura com valores do utilizador
Determinadas normas sísmicas permitem utilizar dois modos para calcular o valor do Período fundamental da estrutura (utilizado para calcular o corte basal). As normas implementadas no CYPECAD que permitem essa possibilidade são:
- CFE 2008 (México)
Manual de Diseño de Obras Civiles. Diseño por Sismo - COVENIN 17561:2001 (Venezuela)
Norma Venezolana COVENIN 1756-1:2001. Edificaciones sismorresistentes - NC 46:1999 (Cuba)
Construcciones sismo resistentes. Requisitos básicos para el diseño y construcción - NEC 11 (Equador)
Norma Ecuatoriana de la Construcción. Capítulo 2.- Peligro sísmico y requisitos de diseño - Norma Técnica E.030 (Peru)
Norma Técnica E.030 Diseño Sismorresistente. - NSR-10 (Colômbia)
Reglamento Colombiano de Construcción Sismo Resistente (2010) - NTC 2004 (México)
Normas Técnicas Complementarias para Diseño por Sismo
Com estas normas, no CYPECAD pode-se indicar o valor do período fundamental da estrutura das seguintes formas:
- Segundo a norma
- Especificado pelo utilizador
Qualquer das duas opções pode selecionar-se no ponto Estimação do período fundamental da estrutura do diálogo Norma para o cálculo da ação sísmica (menu Obra > Dados gerais > selecionar a opção “Com ação sísmica” do ponto “Ações” > selecionar uma das normas indicadas anteriormente).
O valor do período fundamental de um edifício deve ser obtido a partir das propriedades do seu sistema de resistência sísmica, na direção em consideração, de acordo com os princípios da dinâmica estrutural. Alternativamente, a maioria das normas sísmicas permite a utilização de outros procedimentos para estimar o período fundamental:
- Segundo fórmulas empíricas apresentadas no seu articulado.
- Segundo outros métodos, sempre que estejam adequadamente sustentados analítica ou experimentalmente.
O período fundamental estimado aplica-se no cálculo do corte estático na base da estrutura (corte basal) para ajustar os resultados dinâmicos a mínimos normativos prescritos no caso de aplicar o método dinâmico e para gerar a distribuição de forças laterais estáticas equivalentes no caso de aplicar o método estático.
Os valores indicados pelas normas são limites que podem utilizar-se na ausência de outros dados mais precisos. Se o utilizador dispõe de valores do período fundamental que se ajustem mais à sua estrutura (calculados por métodos padrão ou por ferramentas informáticas como o CYPECAD que calcula o período fundamental da estrutura em cada direção – os seus valores podem ser consultados após o cálculo na “Listagem de justificação da ação sísmica”: menu Arquivo > Listagens) pode especificá-los selecionando a opção Especificado pelo utilizador localizado no diálogo Norma para o cálculo da ação sísmica.
Espectro sísmico especificado pelo utilizador
Para determinadas normas sísmicas contempladas no CYPECAD, o programa permite ao utilizador especificar um espectro sísmico personalizado diferente ao que específica a norma.
Para a análise sísmica da estrutura deve definir-se um espectro de dimensionamento. Cada norma sísmica apresenta os critérios que devem ser seguidos, num determinado território, para a consideração da ação sísmica no projeto. No entanto, o CYPECAD e o CYPE 3D permitem ao projetista poder adotar, sob a sua responsabilidade, critérios diferentes dos estabelecidos pela norma. Ambos os programas possibilitam, para determinadas normas sísmicas, duas formas de proceder para definir o espectro com o qual se vai realizar a análise sísmica da estrutura. O espectro sísmico pode ser:
- Calculado conforme especificado na norma sísmica aplicável.
- Especificado pelo utilizador com base em considerações próprias.
As normas sísmicas para as quais atualmente o CYPECAD e o CYPE 3D permitem definir um espectro personalizado são:
- NCh433.Of1996 Mod.2009 (Dºnº61. de 2011) (Chile)
Norma Chilena Oficial Diseño Sísmico de Edificios (Incluye modificaciones del decreto nº 61 (V. y U.) de 2011). - NEC-SE-DS 2014 (Equador)
Norma Ecuatoriana de la Construcción. Peligro sísmico. Diseño sismo resistente. - NEC -11 (Equador)
Norma Ecuatoriana de la Construcción. Capítulo 2.- Peligro sísmico y requisitos de diseño. - Norma Técnica E.030 (Peru)
Norma Técnica E.030 Diseño Sismorresistente. - NSR - 10 (Colômbia)
Reglamento Colombiano de Construcción Sismo Resistente (2010).
Em próximas versões esta possibilidade será implementada em mais normas sísmicas.
Normas incluídas na licença do utilizador
Dependendo do país de onde é adquirida a licença, ativa-se unicamente a norma implementada em cada programa para trabalhar nesse país. Em Programas e normas incluídas na licença do utilizador dispõe de mais informação sobre este aspeto e sobre a possibilidade de adquirir normas não incluídas inicialmente.
Outras funcionalidades
A fim de ter acesso a outras funcionalidades oferecidas pelo programa, existem vários módulos que podem ser encontrados nas páginas “Módulos do CYPECAD” e “Módulos do CYPE 3D“.
