Assessment of a Gothic steel church: San Sebastian Church

• Author(s): Seabra, Rui Tiago Pinto dos Santos Beleza de
• Date: 2016
• Persistent ID: http://hdl.handle.net/1822/42874
• Origin: RepositóriUM - Universidade do Minho
• Subject(s): Engenharia e Tecnologia::Engenharia Civil
• Document Type: Master thesis
• Language: English
• Advisor(s): Mendes, Nuno Adriano Leite; Lourenço, Paulo B.
• Contributor(s): Universidade do Minho

Description

Dissertação de mestrado em Structural Analysis of Monuments and Historical Constructions

Philippines is a country where the structures built there have to be resistant to seismic action. Buildings built nowadays take into consideration this aspect, and specific rules are given in order to provide the structures with the resistance enough to resist the generated forces in an earthquake. However, buildings built in the past did not take into account these horizontal forces. In the past, people was aware about the existence of earthquakes, but it was not aware on their impact on the structural behaviour of the structures. Nowadays, with technological advances, seismic activity is now better characterized, and the safety of heritage buildings can be assessed by means of numerical models. This safety can also be assessed by means of historical surveying, NDT tests and dynamic testing. Both numerical models and experimental results are important, since they allow to conclude on the influence of the damage on the structure. In this thesis the following approach was used., First, the structure was described (either historically and structurally), the material properties were also analysed and past interventions were presented. Then, two numerical models were subjected to vertical and horizontal loads. Finally, the corrosion effects were also studied by reducing the thickness of the steel plates that compose the columns of the structure. The results showed that for a 40% corrosion damage, the horizontal capacity of the structure reduced 22%, and the vertical capacity for the same level of corrosion damage decreased 20%. It was also possible to conclude that the studied part of the structure had a high capacity for horizontal loads. The capacity of the two models is higher than the reference values for acceleration.

As Filipinas são um país no qual as estruturas que são construídas têm de apresentar resistência à ação sísmica. Os edifícios atuais construídos nos últimos anos têm em consideração este aspeto, e o seu dimensionamento cumpre regras específicas que impedem que colapsem quando submetidos às forças horizontais do sismo. Contudo, os edifícios antigos não eram dimensionados de forma a resistir a este tipo de forças. No passado, as sociedades estavam alertadas para a possibilidade da ocorrência de sismos, mas não estavam cientes do impacto no comportamento estrutural que um evento deste tipo causa. Nos dias de hoje, e devido aos avanços no conhecimento cientifico e tecnológico, a atividade sísmica é caracterizada de forma mais precisa, e desta forma, a segurança dos edifícios patrimoniais pode ser avaliada através de modelos numéricos. Além disso, deve-se também fazer um levantamento histórico do edifício, e efectuar ensaios não destrutivos. A modelação numérica e o diagnóstico são fundamentais, pois permitem concluir sobre o estado de conservação, o dano existente e o desempenho da estrutura. Esta tese seguiu a seguinte abordagem: Primeiro, descreveu-se a estrutura em estudo (quer do ponto de vista histórico, quer do ponto de vista estrutural), e foram analisadas as propriedades dos materiais e as intervenções efetuadas no passado. De seguida, foram preparados dois modelos numéricos e, posteriormente foram submetidos às cargas verticais e horizontais. Por último, foram avaliados os efeitos da corrosão, reduzindo a espessura das chapas de aço dos pilares de forma uniforme em toda a estrutura. Os resultados permitiram concluir que para um nível de corrosão de 40%, a capacidade da estrutura reduzia 22%; e para a capacidade vertical, para o mesmo nível de corrosão, a capacidade da estrutura reduzia 20%. Foi ainda possível concluir que a parte em estudo da estrutura tem uma elevada capacidade para resistir a forças horizontais. Para ambos os modelos, os valores da capacidade eram superiores aos valores de referência da aceleração.