Dissertação de Mestrado

A alvenaria é um sistema estrutural consolidado há algumas décadas no país e o seu desenvolvimento tecnológico permitiu sua expansão com obras singulares. Destacam-se diversas pesquisas desenvolvidas recentemente que buscam avaliar o comportamento deste sistema estrutural quando submetido a ações verticais e horizontais, inclusive na região com abertura para portas e janelas, onde se tem um estado de tensões diferenciado, principalmente em edifícios de múltiplos pavimentos. Muitos trabalhos teóricos e experimentais buscam caracterizar o comportamento dessa condição quando as aberturas são executadas durante o processo construtivo, na construção de cada pavimento, ainda sem as paredes totalmente carregadas. Entretanto, a possibilidade da realização dessas aberturas é, praticamente, vetada após a entrega do edifício, principalmente pela falta de conhecimento do comportamento pósdano (ou aberturas) e pela dificuldade em se realizar um reforço estrutural. O objetivo deste trabalho é estudar o comportamento das estruturas de alvenaria nessas condições, ou seja, quando da realização de uma abertura na parede pré-carregada, para verificação da sua capacidade portante residual. Assim, realizou-se um programa experimental para a caracterização do comportamento mecânico de blocos vazados de concreto, prismas e pequenas paredes com estas em sua condição íntegra - com e sem abertura e após a ocorrência de um dano sob pré-compressão. A análise teórica foi realizada com auxílio do pacote computacional Diana® para a simulação numérica do comportamento das pequenas paredes, por meio de uma macromodelagem com a caracterização da distribuição das tensões e a identificação da capacidade resistente bem como a redistribuição de tensões e a perda de capacidade resistente gerada pós-dano. Obteve-se um modelo numérico com razoável aproximação do comportamento real para as três situações distintas, com os valores numéricos de capacidade resistente próximos ao obtidos experimentalmente. Identificou-se uma redução de 37% na capacidade portante da parede com abertura pré-existente, enquanto quando realizada com précarga essa redução é menor, em torno de 17%, indicando uma capacidade de carga residual em comparação com o caso anterior, ou seja, um desempenho superior após a nova redistribuição de tensões.

Masonry is a structural system that has been consolidated for a few decades in the country and its technological development has allowed its expansion with unique projects. Several recent studies have been conducted to assess the behavior of this structural system when subjected to vertical and horizontal loads, including areas with door and window openings, where there is a different state of stress, especially in multi-story buildings. Many theoretical and experimental studies have sought to characterize the behavior of this condition when openings are made during the construction process, in the construction of each floor, without the walls being fully loaded. However, the possibility of making these openings is practically vetoed after the building is delivered, mainly due to the lack of knowledge of post-damage behavior (or openings) and the difficulty in performing structural reinforcement. The objective of this study is to study the behavior of masonry structures under these conditions, that is, when an opening is made in the pre-loaded wall, to verify its residual load-bearing capacity. Thus, an experimental program was conducted to characterize the mechanical behavior of hollow concrete blocks, prisms and small walls in their intact condition - with and without openings - and after the occurrence of damage under pre-compression. The theoretical analysis was performed with the aid of the Diana® computational package for the numerical simulation of the behavior of small walls, through a macromodeling with the characterization of the distribution of stresses and the identification of the resistance capacity as well as the redistribution of stresses and the loss of resistance capacity generated after damage. A numerical model was obtained with a reasonable approximation of the real behavior for the three different situations, with the numerical values of resistance capacity close to those obtained experimentally. A reduction of 37% was identified in the load-bearing capacity of the wall with a pre-existing opening, while when conducted with preload this reduction is smaller, around 17%, indicating a residual load capacity compared to the previous case, that is, a better performance.