Entre os elementos não estruturais, os suportes de instalações podem ser uma das principais vulnerabilidades de um edifício durante um evento sísmico. Se não forem dimensionados corretamente, o custo de reparação pode superar o custo do reforço dos elementos estruturais.

A Hilti tem investido em pesquisa e desenvolvimento de produtos para aprimorar soluções resistentes a sismos voltadas a elementos não estruturais. Isso inclui instalações técnicas em edifícios públicos e comerciais (por exemplo, hospitais, centros comerciais, hotéis, escolas) e soluções para Energia & Indústria (indústria farmacêutica, data centers, indústria automóvel e energia). Ao trabalhar para oferecer mais produtividade, maior segurança e eficiência de custos, a inovação constante garante que a Hilti continue a ser o seu principal parceiro em soluções sísmicas.

O Sistema de Travamento Sísmico Hilti é adequado para tubagens leves a pesadas, sistemas de ventilação e sistemas elétricos e utiliza três sistemas diferentes de travamento: cabos de aço, varões roscados e perfis de calha.

Travamento com sistemas de cabos, varões e calhas

O Sistema de Travamento Sísmico Hilti utiliza dobradiças sísmicas, como a recém-desenvolvida MT-S-AP, que proporcionam, em média, um aumento de 50% na produtividade. Isto é conseguido através de uma melhor acessibilidade, facilitando a remoção de porcas, a fixação da dobradiça com apenas um parafuso e o ajuste livre do varão através da dobradiça. A maior acessibilidade permite também a utilização de ferramentas elétricas para fixação, aumentando ainda mais a produtividade.

Dobradiça sísmica para varões MT-S-AP

O Sistema de Travamento Sísmico Hilti permite também reforço de estruturas de suportes de instalações com o novo MT-S-HR. Esta nova dobradiça sísmica oferece maior flexibilidade construtiva, pois é compatível tanto com travamentos por cabos como por varões, tornando-a uma opção ideal para suportes existentes que necessitem de ser reforçados para resistir a sismos.

Dobradiça para travamentos por cabos ou varão MT-S-HR 

O Sistema de Travamento Sísmico da Hilti oferece ainda maior conveniência, graças à sua compatibilidade com os sistemas modulares Hilti MT e MW.

Suporte de travamento sísmico para ventilação, com a combinação dos sistemas MT e MW

As soluções sísmicas da Hilti são complementadas por software e serviços de engenharia. A equipa técnica de engenharia da Hilti ajuda a fornecer soluções verificadas segundo cálculo sísmico, baseado nas normas e regulamentos de construção em vigor (por exemplo, Eurocódigo 8).

A ação sísmica sobre elementos não estruturais é definida na secção 4.3.5 da EN 1998-1. O dimensionamento de um suporte pode ser realizado por meio de uma verificação estática equivalente, considerando uma força horizontal (Fa) aplicada no centro de massa do elemento não estrutural. A EN 1998-1 define esta força segundo a seguinte fórmula:

Onde,
γa - coeficiente de importância do elemento não estrutural;
qa - coeficiente de comportamento do elemento não estrutural;
Sa - coeficiente sísmico do elemento não estrutural;
Wa - peso do elemento não estrutural.

O coeficiente de importância do elemento γa não corresponde a um valor físico, mas a um fator relativo ao risco (isto é, um fator de segurança). A EN 1998-1, secção 4.3.5.3, estabelece que o fator de importância γa não deve ser inferior a 1,5 para os seguintes elementos não estruturais:

• Ancoragem de máquinas e equipamentos necessários para sistemas de segurança à vida;
• Tanques e recipientes que armazenem substâncias tóxicas ou explosivas que representem perigo para o público.

Em todos os outros casos, o fator de importância dos elementos não estruturais pode ser considerado como γa = 1,0.

Sistemas dúcteis podem dissipar energia. Para esses sistemas, a força sísmica pode ser reduzida por meio do coeficiente de comportamento qa dentro da equação para o cálculo de Fa. Na verificação de estruturas, para usar um coeficiente de comportamento qa > 1,0 no estado limite último, deve ser demonstrada e quantificada a capacidade de dissipação de energia do sistema, através de análises específicas ou ensaios experimentais.

Para alguns grupos de elementos não estruturais, a EN 1998-1, secção 4.3.5.4, estabelece valores máximos para o qa. Suportes de instalações não são mencionados explicitamente nesse capítulo. No entanto, de forma geral, se for expectável um comportamento dúctil de um determinado grupo de elementos não estruturais, pode ser adotado um coeficiente qa = 2,0. O documento cita “elementos de fixação para tetos falsos (suspensos) e luminárias”, que são os mais semelhantes aos elementos de suporte de instalações.

Na EN 1992-4, Tabela C.2, são apresentados os valores de qa para elementos não estruturais. As categorias

• “Pisos elevados para computadores, equipamentos elétricos e de comunicação” (linha 9);
•  “Tubagens de alta pressão, tubagens de combate a incêndios” (linha 13); e
•  “Tubagens de fluidos para susbtâncias não perigosas” (linha 14)

são todas associadas a qa = 2,0.

De forma geral, recomenda-se a aplicação de qa = 2,0 para o dimensionamento sísmico de sistemas de instalação da Hilti, com base nas secções citadas dos Eurocódigos. Deve ser adotado qa = 1,0 apenas para armazenamento de substâncias perigosas e tubagens de fluidos perigosos.

O coeficiente sísmico do elemento Sa é calculado de acordo com a seguinte fórmula:

O coeficiente sísmico Sa deve ser determinado de forma específica para cada local, uma vez que tem em consideração a aceleração do terreno (ag) e o coeficiente de solo (S) onde a estrutura estará instalada.

O fator de amplificação A considera a amplificação da aceleração do elemento não estrutural devido à altura da aplicação em relação à altura total do edifício (z/H), bem como devido ao efeito de ressonância. Isso significa que, quando o período fundamental de vibração do elemento não estrutural (Ta) e o período fundamental de vibração do edifício (T1) são próximos entre si, as acelerações do elemento não estrutural aumentam.

O período fundamental de vibração Ta é determinado em função da massa e da rigidez do elemento não estrutural. Em geral, a fórmula física a seguir também se aplica aos sistemas de instalação:

A nossa equipa de engenharia realiza esse cálculo com recurso ao software interno Hilti PROFIS MSE, permitindo a avaliação totalmente automática do período fundamental do nosso sistema modular de suportes.

Na ausência de uma análise detalhada, pode-se assumir de forma conservadora que Ta/T1 = 1.

O fator de amplificação A pode variar entre os seguintes valores:

• Elemento não estrutural rígido (Ta/T1 ≅ 0) ao nível da fundação do edifício (z/H ≅ 0): A = 1,0
• Elemento não estrutural em ressonância com o edifício (Ta/T1 = 1) na cobertura do edifício (z/H ≅ 1): A = 5,5

Se necessitar de algum esclarecimento adicional, pode contactar a nossa Equipa de Engenharia de Apoio Técnico para assistência e apoio, através do e-mail: engenharia.pt@hilti.com

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