Biblioteca Digital

A construção de edifícios em alvenaria estrutural tem evoluído de maneira significativa no Brasil. Os edifícios têm se tornado cada vez mais altos, atingindo a marca de 20 pavimentos. Quanto mais altos os edifícios, maiores se tornam os níveis de compressão provenientes dos carregamentos verticais e a sua composição com as ações devidas ao vento e ao desaprumo, obrigando a um maior emprego da alvenaria estrutural armada. A aderência bloco/graute como fator limitante à capacidade do conjunto armadura/graute/bloco na absorção da compressão e tração simples ou da tração oriunda da flexão não é especificada nas normas tanto nacionais como internacionais. Este trabalho tem como objetivo principal estudar o comportamento da interface bloco/graute, tanto para blocos de concreto como cerâmicos e com a presença ou não de armadura, submetidos a solicitações que provocam tração e compressão. Recursos experimentais e numéricos foram realizados para o desenvolvimento da presente pesquisa. Foram feitos ensaios de caracterização dos materiais, dos componentes e da alvenaria, além de ensaios de "push-out" (empurramento) para determinar a resistência de aderência na interface graute/bloco e ensaios de "pull-out" (arrancamento) considerando-se a presença de barras de armadura para o estudo do comportamento do conjunto graute/bloco/armadura utilizados. Posteriormente foram realizadas modelagens computacionais no programa DIANA...

Tese de mestrado integrado. Engenharia Civil (Especialização em Estruturas). Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto, Universidade do Minho. 2010

As paredes de alvenaria representam um elemento construtivo com enorme importância económica. A nova regulamentação sísmica (Eurocódigo 8) define claramente que o responsável pela segurança das paredes de alvenaria, ainda que de enchimento, é o projectista de estruturas. Neste contexto, salienta-se a necessidade de adoptar armadura nas juntas de alvenaria como forma de reduzir a vulnerabilidade sísmica nacional. O presente artigo dá sequência ao artigo intitulado “Paredes de Alvenaria Armada (I): Possibilidades e Aplicações”, publicado na edição N.º 91 da INGENIUM.

Apesar da madeira e da alvenaria dialogarem constantemente no contexto construtivo, não é comum elas se fundirem nas suas funções. A madeira surge maioritariamente associada a elementos estruturais finos, formando um esqueleto, ou a elementos de revestimento, e a alvenaria associada a paredes resistentes ou simplesmente de enchimento. O que aqui se propõe, é combinar técnica e material, geralmente desassociados, procurando utilizações mais rentáveis, combinando funções estruturais e protectoras aos edifícios. Para o efeito, apresenta-se uma série de ensaios preliminares realizados no Laboratório de Ensaio de Estruturas da Universidade do Minho (LEST) que garantiram informações preciosas para o desenvolvimento de um tijolo de madeira. Os dados recolhidos nos ensaios permitem ainda a previsão da resposta global das paredes construídas utilizando estes tijolos de madeira. Realizaram-se ensaios de compressão de tijolos, avaliando quer a resposta mecânica quer o fenómeno da fluência, e ensaios de flexão de paredes, em particular, ensaios de flexão para estudo do comportamento das juntas horizontais e verticais das paredes; Although wood and masonry constantly dialoguing in a constructive context, it is unusual to merge them in their roles. The wood comes mostly associated with slender structural elements...

A análise dos resultados dos sismos recentes relativamente a edifícios de betão armado com paredes de enchimento em alvenaria é preocupante. As imagens de expulsões para fora do plano e dano excessivo no plano são recorrentes e são também testemunhos de práticas erradas, soluções inadequadas e / ou projeto deficiente. A normativa europeia, a aplicar num futuro muito próximo, responsabiliza o projetista de estruturas pelo desempenho dos elementos não estruturais e obrigará a alterações radicais na forma como construímos as paredes de alvenaria, impedindo a utilização de panos de preenchimento de alvenaria não armada em Portugal. A Universidade do Minho, em colaboração com o Laboratório Nacional de Engenharia Civil, desenvolveu recentemente um amplo programa de investigação que inclui ensaios estáticos e dinâmicos em pórticos de betão armado preenchidos com panos alvenaria armados e não armados. No presente artigo, apresentam-se, de forma breve, os resultados obtidos, bem como a normativa nacional aplicável e recomendações para projeto.

A influência das paredes de alvenaria de enchimento nas estruturas porticadas de betão armado pode ser visto como algo já estudado exaustivamente, mas as atividade sísmicas recentes, como em 2009 em Itália, mais concretamente em Aquila, demonstraram que as soluções adotadas pelos projetistas ainda são ineficientes. Paredes de alvenaria de enchimento em edifícios construídos nas últimas duas décadas, com base em regulamentos modernos, tiveram um comportamento indesejado, colapsando para fora do plano do pórtico, não cumprindo por isso os estados limite de utilização. Com o acima descrito, e assumindo que a NP EN 1998-1 não fornece elementos suficientes ao projetista para um correto dimensionamento destes elementos não estruturais, realizou-se um programa experimental no Núcleo de Engenharia Sísmica e Dinâmica de Estruturas do Laboratório Nacional de Engenharia Civil, fruto de uma parceria com a Universidade do Minho, onde foram ensaiados na mesa sísmica três modelos à escala 1:1.5 de estruturas porticadas em betão armado preenchidas por diferentes soluções para paredes de alvenaria de tijolo exteriores, com e sem armadura. No presente trabalho são detalhadas as soluções construtivas utilizadas e apresentados os resultados dos ensaios experimentais...

Dissertação de mestrado integrado em Engenharia Civil (área de especialização em Perfil de Estrutura e Geotecnia); Atualmente, têm-se registado inúmeros eventos sísmicos que comprovaram a vulnerabilidade das paredes de enchimento inseridas em pórticos de betão armado. A vulnerabilidade é essencialmente devida à inexistência de regras de dimensionamento e à não utilização de detalhes construtivos adequados durante a construção. Por isso, é importante avaliar técnicas de reforço que possam ser implementadas nas paredes existentes ou a ser construídas, de maneira a melhorar o seu desempenho, evitando as roturas frágeis, e por outro lado possam potenciar benefícios ao nível do comportamento global do edifício à ação sísmica. Este trabalho apresenta uma sugestiva adaptação da técnica de reforço de paredes de alvenaria designada na literatura inglesa por Textile Reinforced Mortar (TRM) com vista ao melhoramento das paredes a ações fora do plano. A malha é constituída por varões compósitos cujo núcleo é ocupado por fibras resistentes que são envolvidas numa estrutura de entrançado têxtil, sendo uma alternativa ao uso de materiais compósitos aplicados através de diferentes técnicas. Esta técnica apresenta a vantagem da possibilidade de dimensionamento da constituição da malha de acordo com determinadas exigências mecânicas...

Dissertação de mestrado integrado em Engenharia Civil (área de especialização em Perfil de Estruturas e Geotecnia); Toda a história humana encontra-se recheada de eventos sísmicos que fustigaram as populações e a suas cidades de forma mais ou menos grave, dependendo da intensidade do sismo e da preparação das estruturas para resistirem. Perderem-se nesta luta travada contra a natureza e a sua implacável redundância um número bastante significativo de vidas humanas e danos materiais. Portugal, ao longo dos tempos, já prestou o seu tributo a esta triste causa e poderá no futuro encontrar-se novamente perante um evento sísmico de grandes proporções. A grande preocupação perante esta eventualidade é claramente o facto de o património edificado não estar a altura deste evento. Dentro dos edifícios modernos a maior preocupação, desencadeada em grande parte por recentes sismos em países vizinhos com resultados catastróficos, é a vulnerabilidade das paredes em alvenaria, pelo facto de poderem ceder segundo vários tipos de mecanismos de colapso. O objetivo deste trabalho é contribuir para o conhecimento da engenharia civil sobre o funcionamento destes elementos em particular e a sua influência no comportamento global das estruturas. Para tal...

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.

Tese de doutoramento em Engenharia Civil; The work presented in this thesis was developed at the Department of Civil Engineering of University of Minho. This work involves experimental and numerical campaigns and intends to give a contribution for a better understanding of the effect of explosions. Blast loading is a subject of much actuality and considerable lack of expertise. Europe has never been so rich and safe, where the violent years of the first half of the 20th century lead to an unprecedented period of peace and stability. Despite the terrorist decades, e.g. connected to ETA and IRA in Europe, the attacks of Madrid (2004), London (2005) and worldwide (New York, Oklahoma, Mumbai) had a major psychological effect in the societies. Clearly, the understanding about the effect of blast loading in structures and their subsystems saves lives and reduces damage in buildings. The Buncefield explosion (2005) resulted in tremendous damage to the outlying area and huge fires involving 23 large oil fuel tanks. Experimental and finite element analyses are carried out for the static and dynamic response of lightweight metal boxes that are similar to the steel junction boxes on the site of this explosion. During the Buncefield Explosion Mechanism Phase I research...

Neste artigo é caracterizada a construção dos edifícios antigos, particularmente da Baixa de Coimbra. Esta caracterização é essencialmente feita pela identificação das soluções e tecnologia construtiva ao nível da estrutura resistente, isto é do “esqueleto” dos edifícios antigos: paredes de alvenaria e estruturas de madeira (pavimentos e coberturas). Observa-se a utilização sistemática de materiais tradicionais como a madeira em estruturas de pavimento e de cobertura; pedra calcária em paredes de fachada e em guarnições de aberturas; areia do rio e cal em argamassas de enchimento e rebocos; e barro, nos diversos tipos de telha e em alguns elementos de alvenaria. Para além da caracterização construtiva é feita o levantamento das anomalias estruturais mais comuns, constituindo um catálogo das anomalias mais relevantes dos edifícios antigos da Baixa de Coimbra.

É comum considerar que as paredes de alvenaria de enchimento em de edifícios têm uma contribuição favorável para as acções horizontais, e assim o seu efeito é desprezado no cálculo estrutural. Sismos recentes mostraram inúmeros casos de danos severos e colapsos de edifícios devido a alterações no comportamento das estruturas induzidas pala alvenaria. Foi proposto um modelo global de comportamento não-linear para os painéis de alvenaria, inspirado no modelo de biela equivalente. Este modelo foi implementado num programa de análise não-linear de estruturas porticadas, VISUALANL. Neste artigo é apresentado o modelo e resultados da sua calibração com um ensaio experimental.

É comum considerar que as paredes de alvenaria de enchimento em edifícios têm uma contribuição favorável para a resposta destes às acções horizontais, e assim o seu efeito é normalmente desprezado no cálculo estrutural. Neste artigo é feita uma revisão dos aspetos relacionados com a influência dos painéis de alvenaria de enchimento no comportamento sísmico dos edifícios de betão armado. São brevemente analisadas diferentes estratégias de modelação destes. Como analisado neste artigo, sismos recentes evidenciam inúmeros casos de danos severos e colapsos em edifícios devido às alterações no comportamento das estruturas induzidas pelas paredes de alvenaria. As ferramentas numéricas disponíveis, em conjugação o estipulado em normas e recomendações internacionais, possibilitam a verificação da segurança sísmica dos edifícios com paredes de alvenaria, como analisado no caso de estudo apresentado.

A avaliação da vulnerabilidade e o reforço de edifícios existentes de betão armado, nomeadamente face à sua segurança à ação sísmica, é um tópico de elevada importância e premência, tal como comprovado nos recentes sismos ocorridos por todo mundo, e particularmente em países do sul da Europa. Assim, reconhece-se que deve dar-se atenção à investigação na área da análise e reforço das construções existentes. Algumas soluções arquitetónicas adotadas até aos anos 70, combinadas com a prática naquele período do projeto estrutural, e particularmente no simplificado ou inexistente cálculo sísmico, fizeram com que muitas dessas estruturas tenham associada uma vulnerabilidade elevada, podendo sofrer danos consideráveis se solicitadas por um sismo. O objetivo deste trabalho é o estudo de várias soluções de reforço para edifícios existentes de betão armado, particularmente edifícios com comportamento potencialmente condicionado pelos mecanismos tipo soft-storey. Foram estudados duas estruturas de edifícios de betão armado, representativas de algumas famílias de edifícios existentes em países do sul da Europa. Para ambas as estruturas estudaram-se dois cenários, num deles considerou-se a existência de painéis de alvenaria de enchimento em todo o edifício excetuando ao nível do piso térreo...

O presente trabalho estuda as características dinâmicas de estruturas de engenharia civil com diferentes tipologias por intermédio de avaliação experimental. O interesse desta avaliação reside na validação de modelos numéricos utilizados na análise dos efeitos provocados pelas ações a que, normalmente, essas estruturas estão sujeitas, ou seja, ações ambientais como o vento ou o tráfego de veículos e/ou pessoas, bem como na caraterização global do estado das mesmas, uma vez que esse estado está diretamente relacionado com as suas propriedades dinâmicas. Nos últimos anos, tem-se constatado um grande interesse nas técnicas de identificação modal baseadas na análise da resposta das estruturas às ações referidas anteriormente, como forma de caraterizar dinamicamente as estruturas. Este facto deve-se ao aperfeiçoamento de métodos de identificação modal apropriados e ao avanço observado nas tecnologias dos transdutores de medição de resposta de estruturas, dos sistemas de aquisição de dados e dos meios informáticos. Visto que se pretende estudar estruturas com diferentes tipologias, foram selecionados quatro casos de estudo. São eles: a casa de adobe do Laboratório do Departamento de Engenharia Civil da Universidade de Aveiro...

A construção em geral tem exibido danos graves e colapso em muitos eventos sísmicos fortes recentes, particularmente no património construído mais antigo e países onde a cultura sísmica está pouco presente. Sabe-se que o comportamento rela tivamente frágil da alvenaria pode conduzir a respostas estruturais muito deficientes no caso de um projeto ou construção desadequados. A combinação de baixa resistência à tração, massa elevada e ligação insuficiente entre elementos construtivos em elementos em alvenaria é um cenário que não pode ser colocado na construção nova. Nesta comunicação apresenta-se um conjunto de ensaios sísmicos recentes incluindo: (a) Um sistema de construção de edifícios de alvenaria não armada, usando blocos de betão; (b) Um dispositivo e uma metodologia experimentais para a realização de ensaios sísmicos em paredes de alvenaria de enchimento inseridas em pórticos de betão armado. Inicialmente, apresentam-se e nsaios dinâmicos de edifícios de dois pisos à escala reduz ida (1:2) em alvenaria estrutural, com e sem assimetria em planta. Em seguida, apresenta-se o dispositivo de ensaio desenvolvido no LNEC e os resultados de ensaios em dois panos de parede à escala real. A análise experimental fornece padrões de fendilhação...

Doctoral Thesis Civil Engineering; The work presented here was accomplished at the Department of Civil Engineering of University of Minho. This work involves detailed numerical studies intended to better understand the blast response of masonry structures, develops strain dependent constitutive material plasticity model for masonry, and addresses iso-damage curves for typical masonry infill walls in Portugal under blast with different loading conditions, which can be adopted for practical use in the case of enclosures. A bomb explosion near a building, in addition to a great deal of casualties and losses, can cause serious effects on the building itself, such as noticeable damage on internal and external frames, collapsing walls or shutting down of critical life safety systems. Until Oklahoma City bombing in 1995, studies dealing with the blast behavior of structures were a field of limited interest in the civil engineering community. After this terrorist attack, a great deal of effort has been done to better understand the blast response of the structures and devise solutions to reduce destructive damages and casualties due to such devastative loads. Moreover, the studies on the influence of the high strain rate on mechanical characteristics of construction materials such as steel and concrete have been carried out intensively. Unfortunately...

Na sua grande maioria os materiais correntes de construção são porosos e, como tal, susceptíveis à ascensão capilar. Um dos principais elementos expostos a este fenómeno são as paredes de alvenaria que, dado o seu contacto directo com o solo, levam a que a ascensão capilar se processe de forma intermitente em função das estações do ano e do nível freático dos terrenos. Na sua constituição, têm maioritariamente pedra ou tijolo ligados por uma argamassa, podendo ou não ter uma camada de enchimento que separa dois panos de alvenaria. Dada a heterogeneidade destes elementos, o fenómeno desenrolar-se-á de uma forma diferenciada entre diferentes materiais e a zona que os separa (interface), em especial devido à grande diferença de porometria dos materiais. Para além deste ponto, o fluxo pode ser interrompido ou alterado por um elemento que constitui a parede, alternando a forma como a humidade absorvida. No âmbito deste trabalho, recolheram-se amostras de materiais utilizados nas paredes de alvenaria em Portugal, nomeadamente o calcário, o granito e o tijolo bem como materiais granulares que fazem o enchimento entre dois panos de alvenaria. Para conhecer a estrutura porosa dos materiais ensaiados, realizaram-se ensaios de porometria com recurso ao porosimetro de mercúrio e foi feita a caracterização dos materiais com base no método gravimétrico que combinados com os ensaios de absorção capilar em diferentes disposições...

Neste trabalho apresentam-se os principais resultados da investigação efetuada na Universidade do Minho relacionada com a análise do comportamento de paredes de enchimento sujeita a ações sísmicas e metodologias de reforço com a proposta de um novo material desenvolvido na perspetiva de reabilitação destas paredes construídas em regiões sísmicas. Apresentam-se também algumas possibilidades para construção nova de paredes de enchimento que visam um desempenho melhorado quando sujeitas a ações sísmicas.