Projeto de estruturas resistentes a sismos - impactos da revisão da norma ABNT NBR 15421

Abstract

Despite being in an intraplate region, Brazil faces frequent seismic activities, underscoring the importance of the NBR 15421 standard - Seismic-Resistant Structure Projects, which underwent revision in 2023 to ensure the safety of structures, such as bridges and viaducts. The study at hand examines the impacts of the changes in the NBR 15421 standard (ABNT, 2023) on seismic-resistant structural projects, with a study case on a viaduct, evaluating compliance with seismic zones and analysis methods. This revision led to changes in Brazil's five seismic zones, notably a significant increase in zones mandating seismic verification, zones 1, 2, 3, and 4. Additionally, the standard update included adjustments to equations for determining the project's response spectrum, a fundamental parameter in order to represent seismic effects on structures. The study case was conducted on an existing viaduct in Brazilian territory. It was modeled in the SAP2000 software, loaded with the five seismic zones from both revisions of the NBR 15421, to analyze the impacts of this revision. It was observed that the pillars are the most stressed elements in the structure, due to their monolithic connection with the foundation, absorbing and transmitting seismic forces. Thus, this structure was the focus of the study. The modeling analysis results indicate that the solicitant efforts in the 2006 version of the standard are greater than those in the 2023 version. This effort reduction is evident, as the spectral acceleration for a period with 1.0s has decreased 25% with the standard revision, directly impacting the response spectrum. Accelerations were extracted from each period to analyze the structure's behavior during seismic events, revealing a reduction in seismic acceleration when comparing the 2006 and 2023 standards. Additionally, the overlap of response spectrum shows that the 2023 standard has lower values, supporting the model results, including a reduction in acceleration in 2023 compared to 2006.

Apesar de localizado em uma região intraplaca, o Brasil enfrenta atividades sísmicas frequentes, destacando a importância da norma NBR 15421 – Projeto de Estrutura Resistentes a Sismos, que passou por revisão em 2023 para garantir a segurança de estruturas, especialmente obras de arte especiais como pontes e viadutos. O trabalho em questão analisa os impactos das mudanças na norma NBR 15421 (ABNT, 2023) em projetos estruturais sismorresistentes, com estudo de caso em um viaduto rodoviário, avaliando a conformidade com as zonas sísmicas e métodos de análise. Essa revisão resultou em mudanças nas cinco zonas sísmicas do Brasil, com destaque para o acréscimo significativo de zonas que se faz obrigatória a verificação contra sismos, zonas 1, 2, 3 e 4. Além disso, a atualização da norma incluiu ajustes nas equações para determinação do espectro de resposta de projeto, parâmetro fundamental para a representação dos sismos nas estruturas. Foi elaborado um estudo de caso em uma obra de arte já existente no território brasileiro, que foi modelada no software SAP2000 e foi carregada com as 5 zonas sísmicas das duas revisões da NBR 15421, para assim analisar os impactos dessa revisão. Foi observado que os pilares são os elementos mais solicitados na estrutura, devido à conexão monolítica com a fundação, absorvendo e transmitindo os esforços do sismo. Portanto, esse foi o elemento estudado. Os resultados da análise da modelagem indicam que os esforços solicitantes da revisão de 2006 da norma são superiores aos da revisão de 2023. Essa redução dos esforços é evidente, pois a aceleração espectral para o período de 1,0s teve uma redução de 25% com a revisão da norma, impactando diretamente no espectro de resposta. Extraiu-se as acelerações de cada período para analisar o comportamento da estrutura durante o sismo, identificando uma redução na aceleração sísmica ao comparar as normas de 2006 e 2023. Além disso, a sobreposição dos espectros de resposta mostra que a norma de 2023 apresenta valores menores, corroborando os resultados do modelo, incluindo uma redução na aceleração em 2023 em comparação com 2006.