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Decisions to mitigate seismic risk require a consistent approach to evaluate the effects of future earthquakes on population, on civil engineering structures and infrastructures.The mathematical and probabilistic methods that are the support to those approaches are generally called Risk Analysis; in the particular case of seismic events andmitigation strategies it will be named Seismic Risk and Mitigation Analysis, SRMA. The paper will address the subject of estimating the seismic risk and evaluate mitigation strategies for the existing building stock of the metropolitan area of Lisbon by describing the methods and showing preliminary results obtained with LNECloss numerical tool. Even though such a sophisticated tool needs validation on some parameters to become more reliable, it is shown that it is possible to compare results of different mitigation strategies.

This paper describes the shaking table tests, and their main results, of an asymmetric limestone masonry building, under different reinforcement conditions. The work was performed in the aim of the project

No âmbito de um projecto denominado

In this study, we simulate and compare ground motion shaking in the city of Lisbon and surrounding counties (metropolitan area of Lisbon (MAL)), using two possible earthquake models: the onshore source area of Lower Tagus Valley, M5.7 and M4.7 and the offshore source area, Marques de Pombal Fault, M7.6, one of the possible source of the 1755 Lisbon earthquake. The stochastic and a new hybrid stochastic-deterministic approach (DSM) are used in order to evaluate the ground shaking and to characterize its spatial variability. Results are presented in terms of response acceleration spectra (PSA) and peak ground acceleration (PGA) with respect to bedrock and surface. Site effects are evaluated by means of equivalent stochastic non-linear one-dimensional ground responses analysis, performed for a set of stratified soil profile units properly designed to cope with the soil site conditions of MAL region. A sensitive study is carried out using different input parameters and different approaches in order to give the basic information to evaluate the range of uncertainty in seismic scenarios.

In this study, we simulate and compare ground motion shaking in the city of Lisbon and surrounding counties (metropolitan area of Lisbon (MAL)), using two possible earthquake models: the onshore source area of Lower Tagus Valley, M5.7 and M4.7 and the offshore source area, Marques de Pombal Fault, M7.6, one of the possible source of the 1755 Lisbon earthquake. The stochastic and a new hybrid stochastic-deterministic approach (DSM) are used in order to evaluate the ground shaking and to characterize its spatial variability.Results are presented in terms of response acceleration spectra (PSA) and peak ground acceleration (PGA) with respect to bedrock and surface. Site effects are evaluated by means of equivalent stochastic non-linear one-dimensional ground responses analysis, performed for a set of stratified soil profile units properly designed to cope with the soil site conditions of MAL region. A sensitive study is carried out using different input parameters and different approaches in order to give the basic information to evaluate the range of uncertainty in seismic scenarios.

This article describes the dynamical behavior of free-standing block structures under seismic loading. A comprehensive experimental investigation has been carried out to study the rocking response of four single blocks of different geometry and associations of two and three blocks. The blocks, which are large stones of high strength blue granite, were subjected to free vibration, and harmonic and random motions of the base. In total, 379 tests on a shaking table were carried out in order to address the issues of repeatability of the results and stability of the rocking motion response. Significant understanding of the rocking motion mechanism is possible from the high quality experimental data. Extensive experimental measurements allowed to discuss the impulsive forces acting in the blocks and the three-dimensional effects presented in the response.

Stone masonry in historical buildings. Ways to increase their resistance and durability

This paper describes the behavior of single rigid-block structures under dynamic loading. A comprehensive experimental investigation has been carried out to study the rocking response of four blue granite stones with different geometrical characteristics under free vibration, and harmonic and random motions of the base. In total, 275 tests on a shaking table were carried out in order to address the issues of repeatability of the results and stability of the rocking motion response. Two different tools for the numerical simulations of the rocking motion of rigid blocks are considered. The first tool is analytical and overcomes the usual limitations of the traditional piecewise equations of motion through a Lagrangian formalism. The second tool is based on the discrete element method (DEM), especially effective for the numerical modeling of rigid blocks. A new methodology is proposed for finding the parameters of the DEM by using the parameters of the classical theory. An extensive comparison between numerical and experimental data has been carried out to validate and define the limitations of the analytical tools under study.

A caracterização do parque habitacional existente em Portugal Continental no que respeita à sua vulnerabilidade sísmica e a sua classificação em tipologias construtivas são os principais objetivos do presente artigo.Esta caracterização e classificação estão enquadradas num estudo de âmbito mais vasto que é o de avaliação do risco sísmico de Portugal Continental [Sousa,2005] que, por sua vez, requer o conhecimento prévio da vulnerabilidade sísmica do seu parque habitacional.Neste contexto, apresenta-se o panorama da construção existente em Portugal Continental, caracteriza-se e evolução das práticas construtivas ao longo do tempo, identificam-se os principais tipos de construção que subsistem e se praticam no Continente, descrevem-se, de forma sumária, os respetivos sistemas estruturais, mencionando as suas principais vulnerabilidades face à ação dos sismos (entendidas como as deficiências do seu desempenho sísmico), e tipificam-se as soluções construtivas mais correntes enquadrando-as nas tipologias identificadas no Censos 2001.

Nesta comunicação o comportamento sísmico de uma cortina bi-ancorada suportando areia é avaliado com recurso a ensaios dinâmicos 1g realizados em mesa sísmica. São discutidos os aspetos que têm a ver com a execução do modelo físico, nomeadamente o faseamento construtivo e as caraterísticas dos equipamentos de instrumentação. São expostas as condições de realização dos ensaios e discutidos os resultados obtidos.

A resposta sísmica de cortinas bi-ancoradas suportando areia é avaliada com recurso a ensaios dinâmicos 1g em mesa sísmica. São apresentados e discutidos os aspetos relacionados com a execução do modelo físico, nomeadamente o faseamento construtivo e os equipamentos de observação utilizados. São apresentadas as condições de realização dos ensaios e discutidos os resultados obtidos.

O estudo apresentado neste trabalho teve como objetivo caracterizar experimentalmente o comportamento dinâmico das paredes de frontal Pombalinas, através de ensaios realizados na mesa sísmica no Laboratório Nacional de Engenharia Civil em Lisboa. No presente artigo expõem-se as opções que estiveram na base da conceção do modelo das paredes para a realização dos ensaios na plataforma sísmica triaxial. Apresentam-se a conceção do protótipo e a construção dos modelos físicos incluindo a definição da sua geometria, a caracterização dos materiais, os detalhes da sua construção e as dificuldades encontradas nos ensaios. Por fim apresentam-se os resultados da caracterização modal da estrutura de parede metálica, para avaliar o seu dimensionamento e a sua influência no ensaio. Posteriormente, e com o intuito de avaliar a influência da alvenaria na resposta do modelo, apresenta se o ensaio de identificação modal das paredes só com estrutura de madeira, e o ensaio de identificação do modal do modelo das paredes pombalinas.

Foi recentemente desenvolvido no LNEC um dispositivo e uma metodologia experimentais para a realização de ensaios sísmicos em paredes de alvenaria de enchimento inseridas em pórticos de betão armado, representativos do comportamento de um painel de parede num edifício submetido a uma solicitação sísmica bidireccional. Para esse fim, a base do pórtico a ensaiar é fixa à mesa sísmica e a viga superior é ligada a uma parede de reacção. O movimento da mesa na direcção do plano da parede implica dessa forma a imposição de uma deformação relativa, dinâmica, entre o topo e a base do pórtico. Ao mesmo tempo, uma estrutura auxiliar garante que o movimento dinâmico da mesa, na direcção perpendicular, é imposto como um movimento de corpo rígido ao pórtico, deixando a parede em vibração forçada devido às forças de inércia que se desenvolvem para fora do seu plano.

Utilizam-se modelos estocásticos para a simulação dos movimentos sísmicos intensos do solopara construção de uma base de dados sintética de registos que se crêem representativos dosmovimentos do solo no Arquipélago dos Açores, no substrato rochoso.De modo a considerar a influência das condições locais do terreno, foram considerados: (i)perfis geotécnicos sintéticos, para cada tipo de terreno do Anexo Nacional do Eurocódigo 8, (ii)o modelo de propagação vertical de ondas S com polarização horizontal associado a umacoluna estratigráfica com interface inferior materializada por um semi-espaço elástico rochoso e(iii) o método linear equivalente para considerar de forma aproximada a resposta não linear dossolos.Tais simulações permitiram criar uma base de dados sintética de registos sísmicos à superfície,para as gamas de frequência, magnitude e distância hipocentral de interesse para aengenharia, permitindo a elaboração de equações de previsão dos movimentos do solo, paraos diferentes tipos de terreno referidos no Anexo Nacional do EC8, para o Arquipélago dosAçores.

The objective of this paper is to analyse the evolution of expected earthquake losses in Portuguese residential buildings, to determine if their natural regeneration originates the mitigation of the seismic risk, although exposure in the region increased over time. To achieve this goal, the evolution of quantified risk measures was evaluated, based on the surveys of the residential building stock obtained in the 2001 and 2011 Portuguese census. This study provides a global perspective of the seismic risk on the Portuguese mainland, and makes possible the comparison of risk levels between different regions and epochs. The comparison of economic losses obtained in these two different moments in time, took into consideration the inflation rate, and led to the conclusion that the natural regeneration of the residential housing stock contributed to the mitigation of seismic risk, even if there was a significant increase in the exposure.

In the scope of the transnational access activities of the European research project SERIES, the Laboratório Nacional de Engenharia Civil (LNEC) has provided access to its 3-D shaking table to the international construction company Wienerberger AG and to a group of European experts, in order to perform full-scale seismic tests on an industrial solution for buildings using a modern unreinforced thermal insulation clay block masonry structure.Such solution represents a very common construction method in Central Europe and, although there are cyclic shear test results available, its effective dynamic response under seismic events still requires experimental validation. For this purpose, two full-scale mock-ups with different geometries were tested on the 3-D shaking table using a series of seismic records with increasing intensity.This paper focuses on the most relevant experimental results regarding the structural response of the specimens, e.g., the dynamic response evolution, the collapse mechanism identified and the maximum drift values measured. The paper closes with the main conclusions drawn and with proposals for future developments.

A avaliação dos movimentos sísmicos à superfície, contemplando os efeitos de sítio, estádependente das caraterísticas geológicas dos terrenos no local em análise.Para o Arquipélago dos Açores a informação geotécnica disponível não permite umaavaliação geograficamente global da resposta sísmica dos terrenos caraterísticos destaregião.Assim, após levantamento e síntese de toda a informação disponível, foram idealizadosperfis estratigráficos sintéticos, representativos da variabilidade dos solos da região,permitindo posteriormente modelar a propagação da energia sísmica, materializada naforma de ondas de corte S, através de um meio estratificado representado por umasequência de camadas, e consequentemente, avaliar a alteração do movimento sísmicodevido à influência daquela.

A simulação estocástica tem sido utilizada, com algum grau de sucesso, para a obtenção deacelerogramas em zonas onde não existem muitos registos instrumentais de sismosintensos ocorridos no passado, e pode ser uma ferramenta importante nesse contexto.Contudo, essas simulações deverão, necessariamente, ser previamente validadas atravésde registos de sismos ocorridos no passado, dada a grande incerteza associada à definiçãode cenários sísmicos. É muito difícil prever qualquer um dos processos, complexos, degeração do sismo, de propagação da energia e dos efeitos locais, nomeadamente ascaracterísticas da rotura, designadamente o padrão de deslizamentos e a queda de tensãomédia no plano da falha, a atenuação das ondas sísmicas ao longo do percurso depropagação e a obtenção da amplificação local das camadas de solo superficial.Neste trabalho, são apresentados os resultados de diversas simulações estocásticas dosismo ocorrido nos Açores em 1998, considerando diferentes localizações da rotura,juntamente com os respetivos parâmetros, variação das características da atenuação ediferentes condições geológicas locais. Os acelerogramas simulados, e correspondentesespectros de resposta, foram comparados com os registos instrumentais do sismo, e com osresultados de leis de atenuação obtidas para a Europa e, em particular, para o arquipélagodos Açores.

Earth has been a traditional building material to construct houses in Africa. One of the most common techniques is the use of sun dried or kiln fired adobe bricks with mud mortar. Although this technique is low-cost, the bricks vary largely in shape, strength and durability. This leads to weak houses which suffer considerable damage during floods and seismic events. A solution is the use of dry-stack masonry with stabilized interlocking compressed earth blocks (ICEB). These blocks are manufactured by compacting cement stabilized earth in a manual or hydraulic press into a mould and then air dried. The resulting blocks present uniform shapes and higher values of strength and durability. This work presents the work made in the context of the HiLoTec project. It focuses on the experimental campaign of the project to characterize the strength of ICEBs and the behaviour of dry-stack masonry.

This book presents a selection of the best papers from the HEaRT 2015 conference, held in Lisbon, Portugal, which provided a valuable forum for engineers and architects, researchers and educators to exchange views and findings concerning the technological history, construction features and seismic behavior of historical timber-framed walls in the Mediterranean countries. The topics covered are wide ranging and include historical aspects and examples of the use of timber-framed construction systems in response to earthquakes, such as the gaiola system in Portugal and the Bourbon system in southern Italy; interpretation of the response of timber-framed walls to seismic actions based on calculations and experimental tests; assessment of the effectiveness of repair and strengthening techniques, e.g., using aramid fiber wires or sheets; and modelling analyses. In addition, on the basis of case studies, a methodology is presented that is applicable to diagnosis, strengthening and improvement of seismic performance and is compatible with modern theoretical principles and conservation criteria. It is hoped that, by contributing to the knowledge of this construction technique, the book will help to promote conservation of this important component of Europe

The applications of discrete elements models based on rigid block formulations to the analysis of masonry walls under horizontal out-of-plane loading is simplified block pattern are addressed. Two procedures for creating irregular block systems are presented, one using Voronoi polygons, the other based on a bed and cross joint structure with random deviations. A test problem provides a comparison of various regular and random block patterns, showing their influence on the failure loads. The estimation of manual frequencies of rigid block models, and its application to static pushover analyses, is addressed. An example of application of rigid block model to wall capacity problem is presented.

The overall aim of Sub-Project 10 (Earthquake disaster scenario predictions and loss modelling for urban areas) has been to create a tool, based on state-of-the-art loss modelling software, to provide strong, quantified statements about the benefits of a range of possible mitigation actions, in order to support decision-making by urban authorities for seismic risk mitigation strategies. A further larger aim has been to contribute to a seismic risk mitigation policy for future implementation at European level. Among the European cities for which loss estimation studies have been carried out are Istanbul, Lisbon and Thessaloniki, and tools, using GIS mapping, have been developed by research teams in each of these cities; these were made available for further development to examine mitigation strategies within SP10. Related research studies

Much work in Earthquake Engineering was devoted to the improvement of earthquake resistant design of new structures. One European result is EN 1998, which will be in several years the main seismic code for all European countries. But it is well known, that older existing structures cause in many large earthquakes much more casualties and damages than new structures. It is certainly not possible to retrofit all existing structures, but agreement exists, that assessment and retrofit of safety - critical - structures and lifeline structures must have priority. In September 2004 the European Integrated Research Project LESSLOSS on Risk Mitigation for Earthquakes and Landslides was started. The project will run for three years and comprises 13 Sub-Projects (SP´s). The consortium consists of 46 partners (see http:\\www.lessloss.org). LESSLOSS SP5 is on In-situ Assessment, Monitoring and Typification of buildings and Infrastructure. The project partners of SP5 are ARS, CESI, LNEC, RWTH and VCE. This Sub Project focuses mainly on the assessment of important existing structures and tries to integrate experimental methods into the assessment procedure. The progress of SP5 obtained in the first year is summarized in this paper. Highlights presented by all partners are mentioned and the assessment of Hospital Innsbruck is presented in more detail. The most innovative task of LESSLOSS/ SP5 is Update of vulnerability estimates via monitoring, which was also started in the first year.

In order to study the behavior of bridge structures in relation to traffic, wind and seismic loads, it is extremely important to know their actual dynamic properties (natural frequencies, vibration mode shapes and damping). The experimentally identified dynamic properties of bridge structures are also an effective way to characterize their actual global structural behavior. Whether included in the reception load tests of recently built bridges, before they are opened to the traffic, or as part of the inspection works of bridges already in service, LNEC has performed modal analysis studies based on the results of ambient vibration tests. Some of the studies carried out recently in important bridges are reported in this paper.

O sismo de Northridge ocorreu na parte norte da área metropolitana de Los Angeles, Califórnia, às 4:31 h do dia 17 de janeiro, uma segunda-feira coincidente com dia de feriado nacional, tendo atingindo uma magnitude de 6.6 na escala de Richter. O número total de vítimas mortais cifra-se em 57, havendo para cima de 8 000 feridos e 20 000 desalojados.As estimativas de perdas totais, feitas em meados de fevereiro de 1994, apontavam para valores de 15 biliões de US dólares, tendo o Estado da Califórnia apresentado um impacto económico total de ordem dos 30 biliões de dólares, perto do valor do Orçamento Geral do estado Português para 1994. Os prejuízos infligidos na indústria e no comércio são também surpreendentemente elevados, exigindo longos períodos de interrupção das atividades económicas.

Within the realm of natural hazards, geohazards are recognised as being particularly complex and often having the potential of triggering disasters. This complexity has led to increased political commitment and interest in engaging multi-stakeholder and citizens in disaster risk management. The AGEO project explored new forms to foster collaboration between civil society and authorities, using the rapidly developing field of citizen science and its innovative tool of citizens

Communicating science within disaster risk reduction using methods that encourage two-way dialogue between scientists and laypersons is a challenging task. This paper aims at presenting a methodological strategy of communicating risk and non-structural seismic protection measures through participatory approach. Such methodological strategy is part of a pilot experience of risk communication in two schools in Lisbon (Portugal) under the EU project KnowRISK (Know your city, Reduce seISmic risK through non-structural elements). The efficacy of education for seismic safety is often inhibited by an incomplete understanding of the process by which individuals decide to protect themselves from harm (Becker JS, Paton D,Johnston DM, Ronan KR. Nat Hazards 64(1):107

Most of the Lisbon 18th century timber-framed masonry

Good performance of non-structural elements can be decisive in saving lives and costs when an earthquake strikes. The European project KnowRISK aims to educate and encourage households to take the necessary precautionary measures to protect people, houses, and contents. Preparedness and prevention act on community resilience. Within the KnowRISK project, the idea of a Practical Guide has been conceived suggesting seismic mitigation solutions for non-structural components to non-experts stakeholders. It is intended to guide people into the first steps of prevention in a straightforward manner, minimizing or avoiding injuries, damage, and long-term financial consequences. The novelty of the Guide belongs to his philosophy: a path through increasing challenges corresponds to a growing level of safety. The idea is that anyone can mitigate seismic risk in its own environment by adopting simple and low cost measures. The Practical Guide may contribute to increase risk awareness. This kind of initiatives if undertaken at larger scales may also enhance social resilience.

When one of the dimensions of a structural member is not clearly larger than the two orthogonal ones, engineers are usually compelled to simulate it with refined meshes of shell or solid finite elements that typically impose a large computational burden. The alternative use of classical beam theories, either based on Euler-Bernoulli or Timoshenko

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This text reflects the first of the four lectures that the author has presented at Udine, Italy, at CISM

Um dos principais problemas e interesses da engenharia sísmica é a caracterizaçãoda acção sísmica, envolvendo a estimativa da intensidade, conteúdo em frequência,duração e variabilidade espacial dos movimentos intensos do solo mais gravosos, emtermos dos seus efeitos nas estruturas, que pode ocorrer num local.O presente trabalho de investigação desenvolve e aplica a metodologia estocástica etécnicas de modelação de fonte

Os sismos são encarados frequentemente como desastres naturais inevitáveis. Todavia,deveriam ser considerados fenómenos naturais, cujos efeitos adversos podem ser minimizadoscaso se proceda a uma gestão efectiva do risco sísmico.O objectivo principal do presente trabalho de investigação é o de avaliar o risco sísmicoem Portugal Continental.Sendo um tema de natureza multidisciplinar, apresentam-se e discutem-se modelos deavaliação probabilística da perigosidade sísmica e sua desagregação, de vulnerabilidade efragilidade sísmicas de tipologias construtivas, de danos e de perdas económicas e humanas.Aplica-se a análise probabilística da perigosidade sísmica, e sua desagregação, aPortugal Continental, obtendo-se cenários modais capazes de reproduzir os níveis deperigosidade que os condicionam. Apresenta-se o inventário do parque habitacional e seushabitantes, descriminado por factores de vulnerabilidade, e classifica-se a sua vulnerabilidadesegundo os modelos de dano. Procede-se à actualização e aferição de uma metodologia parasimulação de cenários sísmicos, integrada num Sistema de Informação Geográfico. Avalia-seo risco sísmico, seguindo diversas abordagens, comparando-se os resultados com o risco deoutros países.Construiu-se assim uma ferramenta de avaliação de perdas devidas a sismos, queconstitui uma primeira contribuição para o desenvolvimento de um processo de gestão dorisco sísmico aplicado ao Continente Português.

O parque habitacional de Portugal Continental contém algumas tipologias construtivas deelevada vulnerabilidade sísmica em relação às quais urge actuar no sentido de reduzir o riscosísmico a elas associado. No projecto de investigação

A caracterização da ação sísmica, para efeitos de projeto e verificação de segurança das estruturas de engenharia civil, é realizada para valores de intensidade sísmica elevados quando comparados com os valores de intensidade sísmica sentidos frequentemente. Tais valores elevados são compatíveis com os níveis de segurança exigidos para as estruturas, que usualmente são considerados implícitos nas regras de dimensionamento e verificação de segurança de estruturas contempladas nos códigos em vigor.

O presente relatório, elaborado no âmbito do projecto de investigação para a Fundação para a Ciência e a Tecnologia intitulado

Os sismos são fenómenos naturais que apenas poderão ter consequências desastrosas se afetarem uma região habitada do globo. Sem dúvida que os piores efeitos de um desastre sísmico são as perdas de vida humana envolvidas.A redução das perdas de vidas humanas é assim um dos grandes objetivos das políticas de prevenção e proteção sísmica e do domínio de investigação da engenharia sísmica.Para se ter uma ideia da dimensão do problema refira-se que apenas no século XX (entre 1900 e o fim de 1992), o montante oficial de vítimas mortais em 1 100 sismos muito severos, atingiu o total de 1 528 000. Perto de metade deste número de vítimas ocorreu num único país, a China, e as principais contribuições para este.

O presente relatório, elaborado no âmbito do projeto de investigação PRAXIS XXI

O presente relatório, elaborado no âmbito do projeto de investigação para a Fundação para a Ciência e a Tecnologia intitulado

The present progress report describes the research developed by LNEC under the ENVIRONMENT project ENV4-CT97-0548, entitled

O presente estudo tem por objetivo apresentar uma metodologia para a avaliação dos efeitos da propagação das ondas sísmicas em condutas de água enterradas. Essa avaliação é efetuada em termos do campo de deformações (extensões axiais e curvaturas), a serem impostas nas condutas, para diferentes valores máximos de aceleração e velocidade da ação sísmica associados a diferentes períodos de retorno.A metodologia desenvolvida é aplicada à cidade de Lisboa considerando as características locais do terreno, diversos diâmetros de tubagens e ambas as situações de condutas contínuas ou com juntas.

As part of ECOEST European research activities, this report describes the experimental programme carried out at the new LNEC seismic simulator facility. It is reported a detailed characterization of the frequency response of the shaking table and the results from an assessment of its control fidelity. This information will act as a benchmark, against which the performance of future tests at this facility could be gauged.A part of the description of the procedures and results of the test programme carried out, it was also compiled descriptive material about the entire facility.

O presente relatório descreve os estudos efetuados no LNEC, que visaram o desenvolvimento e implementação computacional de um algoritmo representativo das relações histeréticas forças-deslocamentos generalizados observados em ensaios de elementos de betão armado sujeitos á flexão.Foi dado um carater geral à implementação do modelo, de forma a poder ser usado em trabalhos futuros de análise dinâmica em regime não linear de estruturas de betão armado, sujeitas á ação dos sismos.O algoritmo computacional resultante é suficientemente versátil uma vez que através da introdução de alguns parâmetros pode reproduzir diferentes comportamentos estruturais, tais como: degradação de rigidez e resistência, efeito de

Análise dos registos históricos de eventos climáticos e o seu impacto no setor da energia da AML, para identificar o grau em que este setor foi afetado por estímulos relacionados com o clima. Avaliação de capacidades adaptativas.

Análise da forma das edificações nas ações do vento

As condicionantes arquitetónicas e de urbanização na ventilação natural

Caracterização do vento. Ações sobre estruturas. Ensaios em túnel de vento