[pt] Estuda-se a consideração de comportamento inelástico do material na geração de espectros de resposta de projeto. Para tanto, trabalha-se sobre um sistema secundário simplificado acoplado a um pórtico de cinco andares com características dinâmicas ajustadas para modelar um sistema principal real, de uma usina nuclear. Faz-se um estudo paramétrico sobre estes sistemas acoplados onde são variados os parâmetros: fator de escoamento, a intensidade da excitação e o nível de amortecimento. É proposto um fator de dutilidade global formulado em termos de trabalho externo realizado sobre o sistema secundário. São obtidos espectros de dutilidade e de resposta. A análise de tais espectros fornece informações sobre o desempenho do sistema secundário e seus suportes e conclui por fatores de transposição entre os espectros elástico e inelástico. Propõe-se metodologia para obtenção de espectros de resposta elásticos e inelásticos que levam em conta o acoplamento entre os sistemas principal e secundário, o movimento relativo dos suportes e o compromisso probabilístico entre as ordenadas do espectro e a sismicidade da região expressa em termos de uma função densidade de espectro de potência objetivo para a aceleração do terreno. Um exemplo de obtenção de espectros de resposta acoplada de projeto uniformemente provável inelástico é apresentado. / [en] The authors concern includes two main points in the subject of design response spectra generation for secondary systems in nuclear power plant structures: the consideration of inelastic behavior in the secondary systems materials and the production of uniformly probable design response spectra. One works with a previously developed secondary system model attached to primary structure model tuned to the frequency range of a nuclear power plant building. A global ductility factor is formulated relating the plastic to the overall work done by the seismic external forces on the secondary system. This factor together with a particular definition of the yielding factor allows one to determine elastic to inelastic spectrum transpose factors. A methodology is proposed to generate uniformly probable coupled response spectra for multiply supported inelastic secondary systems. The seismic excitation is prescribed by a target power spectrum density function of the ground acceleration and an internal pressure condition is added to the seismic action. Examples illustrate the application of this proposed methodology.

[pt] Os resultados apresentados referem-se à investigação dos mecanismos de interação entre dois sistemas vitais às usinas nucleares, ou seja: os sistemas Principal (SP) e o Secundário (SS). Estes mecanismos são avaliados por meio de sua influência nos espectros de resposta, em pontos da estrutura passíveis da existência de suportes das linhas de tubulação - SS. São usados dois tipos diferentes de análises para a geração dos espectros de resposta: a primeira não considera a interação dos sistemas e a segunda avalia esta interação com a introdução, em cada ponto de suporte no SP, de um S1GL com suportes únicos ou com multi- suportes. As respostas estruturais são obtidas por integração direta da equação de movimento do sistema sujeito a dois acelerogramas simultâneos, nas direções horizontal e vertical. Os resultados são analisados e comparados para identificação das principais tendências das análises e esclarecimento dos efeitos envolvidos. Estuda-se, também, a importância de não- linearidades concentradas nos suportes da tubulação, tendo- se em vista o nível sísmico a que as centrais nucleares brasileiras estão sujeitas. / [en] The results presented in this work refer to the investigation of the mechanics of the interaction between two important systems of nuclear power plants, i.e.: the Primary (PS) and Secondary (SS) systems. The influence of these effects on the response spectra is studied, in convenient points of the structure where could exist pipeline (SS) supports. Two different approaches are used to generate the response spectra: the first neglects the interaction between the two systems and the second considers this interaction by the addition, to every support point on the PS, of a single-supported or multi-supported SDOF system. The structural responses are obtained by the direct integration of the Primary System equations of motion subjected to two simultaneous design acceleration time-histories, in the horizontal and vertical directions. The results are analyzed and compared to identify the general trends of the solutions obtained by the two types of analysis, and to detect their effects on the SS response. The study is concerned, also, with the importance of nonlinearities concentrated in the pipeline supports; in the case of the Brazilian nuclear power plants. / [es] Los resultados presentados se refieran a la investigación de los mecanismos de interacción entre de los los sistemas Principal (SP) y el Secundario (S) de las plantas nucleares. Estos mecanismos son evaluados por medio de su influencia en los espectros de respuesta, en puntos de la extructura donde es posible(pausibles) la existencia de soportes de las líneas de tuberías - S. Son usados dos tipos diferentes de análisis para la generación de los espectros de respuesta: la primera no considera la interacción de los sistemas y la segunda evalúa esta interacción con la introdución, en cada ponto de soporte en el SP, de un S1GL con soportes únicos o con multisoportes. Las respuestas extructurales son obtenidas por integración directa de la ecuación de movimento del sistema sujeto a dos acelerogramas simultáneos, en las direcciones horizontal y vertical. Se analizan los resultados y se comparan para identificar las principales tendencias del análisis y esclarecer los efectos involucrados. Se estudia además, la importancia de no linealidades concentradas en los soportes de la tubería, teniendo en vista el nível sísmico a que las centrales nucleares brasileras están sujetas.

[pt] A análise de estruturas de sistemas secundários sujeitos a cargas sísmicas é um assunto em aberto e especial no projeto de instalações industriais. Dois pontos particulares atraem a atenção dos especialistas no esforço a caminho de um projeto mais realista, abrangente e econômico: a interação das propriedades dinâmicas entre os sistemas principal e secundário e a quantidade de dutilidade do sistema secundário que pode ou deveria ser considerada no projeto. Está muito evidente nesse estágio que a decisão do projetista tem de ser bem assessorada porque dependendo das circunstâncias os resultados finais podem mostrar muitas surpresas. O contexto das experiências nesse assunto, na PUC-Rio, inclui uma série de iniciativas. Entre elas, se pode dar especial menção às seguintes: o estudo e proposta de uma metodologia para desenvolver um espectro de resposta acoplada (Valverde, 1998); o desenvolvimento de um modelo de sistema secundário simplificado: com vários graus de liberdade, linearelástico, formado por elementos tubulares, conexões e suportes com molas (Castañaga, 1998); a introdução do efeito inelástico nos elementos tubulares e suportes do sistema secundário simplificado e definição de um fator de dutilidade global do sistema para relacionar, qualitativa e quantitativamente, o espectro de resposta acoplada do sistema secundário simplificado, sob comportamento elástico e inelástico (Sampaio, 2003). Agora, um outro avanço é incorporado, com o presente estudo, o da influência de cargas estáticas nos elementos devidas à pressão interna e variação de temperatura, nessas relações do espectro de resposta elástica e inelástica. Também é feita uma comparação dos espectros de resposta elástica e inelástica do sistema secundário acoplado e não acoplado. Espectros médios aproximados para a resposta inelástica acoplada do sistema secundário simplificado são também propostos. / [en] The analysis of secondary structure systems to seismic loads is a special and open subject in the design of industrial installations. Two particular points attract specialist attention and effort on the way of a more realist, comprehensive and economical design: the dynamical properties interaction between the secondary and principal systems and the amount of the secondary system ductility which can or should be considered in the design. It is very clear at this stage that the designer decision has to be well advised because depending on circumstances the final results may show very surprising. The context of experiences on this subject, at PUC-Rio, includes a series of initiatives. Among them, one may to give special mention to the following: the study and proposal of a methodology to develop a coupled floor response spectrum (Valverde, 1998); the development of a simplified secondary system model: multidegree, linear-elastic, tubular elements and connexions and spring supports (Castañaga, 1998); the introduction of inelastic action in the tubular elements and supports of the simplified secondary system and the definition of a system overall ductility factor to relate, qualitative and quantitatively, the simplified secondary system coupled response spectrum under elastic and inelastic behavior (Sampaio, 2003). Now, another advancement is enhanced with this study on the influence of element static loads due to internal pressure and temperature variation on these elastic and inelastic response spectrum relationships. Comparison also is made into coupled and uncoupled secondary system elastic and inelastic response spectra. Approximated medium response spectra for the inelastic coupled response of a simplified secondary system are also proposed.