Metodologias para a simulação simultânea dos três componentes de acelerogramas sísmicos

Abstract

São frequentes as notícias que dizem respeito a mortes e destruições provocadas por abalos sísmicos. Atualmente, sabe-se que não existe uma forma de prever, de forma confiável, quando um grande terremoto irá ocorrer e qual será seu potencial a dano. Diante disso, uma das formas disponíveis para reduzir o grande número de mortes e destruições, provocadas por um terremoto, é a aplicação efetiva de princípios da engenharia, isto é, elaborar projetos de estruturas que sejam resistentes a sismo, as chamadas estruturas sismo-resistentes. Nesse contexto, é essencial modelar a excitação sísmica. Sabe-se que, devido às características aleatórias do fenômeno, essa tarefa é muito difícil, portanto inúmeros estudos foram desenvolvidos a fim de preencher algumas lacunas e melhorar os modelos existentes na literatura. Partindo desse pressuposto, o presente trabalho tem a finalidade de propor duas metodologias para a geração simultânea dos três componentes da aceleração do solo. A primeira metodologia tem como objetivo a geração simultânea dos três componentes da aceleração do solo com características predeterminadas, isto é, pico de aceleração do solo, duração do movimento forte e conteúdo de frequência e a segunda metodologia tem como objetivo a geração simultânea dos três componentes da aceleração do solo em locais próximos a uma estação sismológica. As duas metodologias utilizam um método de otimização evolutiva, o Backtracking Search Optimization Algorithm, para determinar os parâmetros apropriados de cada modelo para a geração simultânea dos três componentes da aceleração do solo.

News reports of deaths and destruction caused by earthquakes are frequent. It is now known that there is no way to reliably predict when a major earthquake will occur and what its potential will be to damage. In view of this, one of the ways available to reduce the large number of deaths and destructions caused by an earthquake is the effective application of engineering principles, that is, the design of structures that are resistant to earthquakes and called seismic resistant structures. In this context, it is very important to model the seismic excitation. It is known that due to the random characteristics of the phenomenon, it is very difficult to elaborate such a model, therefore, numerous studies have been developed in order to fill some gaps and to improve the existing models in the literature. Based on this assumption, the present work has the objective of collaborating with these studies, proposing two numerical models for the simultaneous generation of the three components of the ground acceleration. The first methodology aims to simultaneously generate the three components of the ground acceleration with predetermined characteristics (i.e., peak ground acceleration, duration of strong motion, and frequency content) and the second methodology aims to simultaneously generate the three components of the ground acceleration at locations on the surface close to the seismic station. The two methodologies used an evolutionary optimization method, the Backtracking Search Optimization Algorithm, to determine the appropriate parameters for each model for simultaneous generation of the three components of the ground acceleration.