A CONTRIBUIÇÃO DA ALVENARIA NA ESTABILIDADE GLOBAL DE UMA ESTRUTURA DE CONCRETO ARMADO
João Pedro Morais
Data de publicação: 06/12/2019
Orientador por: JULIANO VALDIR DE SOUZA
Engenharia Civil - Trabalho de Conclusão de Curso (TCC)
RESUMOO presente Trabalho de Conclusão de Curso propõe realizar um estudo sobre o comportamento de estruturas aporticadas preenchidas com painéis de alvenaria. Com a alta valorização da área dos terrenos, está se tornando comum a verticalização das edificações, convergindo a estruturas cada vez mais esbeltas, que quando altas, tendem a se tornar sensíveis à ação dos ventos provenientes de tempestades, das quais são cada vez mais frequentes na região, tornando indispensável a consideração dessa força. A partir disso, diversos pesquisadores em todo o mundo têm se dedicado a estudar sistemas de contraventamento tanto quanto o comportamento de pórticos preenchidos com alvenaria, que costumeiramente são vistos somente como elementos de vedação, resistindo apenas ao seu peso próprio, isso quer dizer, desprezando a sua rigidez nos modelos de análise estrutural. A fim de mitigar os deslocamentos horizontais, a pesquisa visa analisar a contribuição da alvenaria no enrijecimento da estrutura, trabalhando como elemento de contraventamento. Segundo recomendações da literatura técnica, será utilizado o modelo de diagonais comprimidas, onde, neste método, o pórtico preenchido com alvenaria é modelado como um pórtico equivalente contendo uma diagonal fictícia comprimida substituindo o painel de alvenaria. Apresenta-se neste trabalho a análise numérica de oito edifícios com a mesma estrutura e arquitetura variando somente a sua altura. Foram divididos em dois exemplos, a fim de analisar separadamente as direções dos ventos “X” e “Y” para que não gerassem esforços de tração nas vigas que simulam a alvenaria. O primeiro exemplo possui 11 pavimentos e o último 18 pavimentos, onde foi acrescentado 3,24 m sucessivamente há cada exemplo. Primeiramente foi realizada a modelagem da estrutura no programa TQS, gerando quatro modelos para cada exemplo, sendo eles: com alvenaria e vento na direção “X”, sem alvenaria e vento na direção “X, com alvenaria e vento na direção “Y”, sem alvenaria e vento na direção “Y”. Em seguida foram calculadas as diagonais equivalentes que posteriormente substituíram a alvenaria de vedação na modelagem no programa TQS 18.21. Durante a modelagem foi criado o material com as propriedades da alvenaria utilizados nas vigas inclinadas que foram marcadas para trabalharem somente como escoras, somente a compressão, simulando as diagonais equivalentes. A ligação entre as escoras e os pórticos foram rotuladas para que não transferissem momento e esforços de tração. Comparando os resultados obtidos com os exemplos, foi identificado que a alvenaria contribui significativamente no aumento de rigidez da estrutura, gerando consequentemente, em alguns exemplos, deslocamentos até 95% menores no edifício sob ações horizontais. Verificou-se que os coeficientes Gama Z também diminuíram nos exemplos que possuíam a alvenaria, chegando a 85% de diminuição.
ABSTRACTThis Course Conclusion Paper proposes to conduct a study on the behavior of docked structures filled with masonry panels. With the high value of the land area, the verticalization of buildings is becoming common, converging to increasingly slender structures, which when high, tend to become sensitive to the action of winds from storms, which are increasingly frequent in the region, making the consideration of this force indispensable. From this, several researchers around the world have been devoted to studying bracing systems as well as the behavior of masonry-filled gantries, which are usually seen only as sealing elements, resisting only their own weight, that is, neglecting them. its rigidity in structural analysis models. In order to mitigate horizontal displacements, the research aims to analyze the contribution of masonry in the stiffening of the structure, working as a bracing element. According to recommendations in the technical literature, the compressed diagonal model will be used, where, in this method, the masonry filled portico is modeled as an equivalent portico containing a compressed dummy diagonal replacing the masonry panel. This work presents the numerical analysis of eight buildings with the same structure and architecture, varying only in height. They were divided into two examples in order to analyze separately the wind directions “X” and “Y” so that they did not generate tensile forces on the beams that simulate the masonry. The first example has 11 floors and the last 18 floors, where 3.24 m was added successively there is each example. First the structure was modeled in the TQS program, generating four models for each example: masonry and wind in the “X” direction, without masonry and wind in the “X” direction, with masonry and wind in the “Y” direction, no masonry and wind in the “Y” direction. Then, the equivalent diagonals that later replaced the sealing masonry in the modeling in the TQS 18.21 program were calculated. During the modeling was created the material with the masonry properties used in the inclined beams that were marked to work only as struts, only the compression, simulating the equivalent diagonals. The link between the struts and the gantries were labeled so that they did not transfer momentum and tractive effort. Comparing the results obtained with the examples, it was identified that the masonry contributes significantly to the increase of the stiffness of the structure, thus generating, in some examples, up to 95% smaller displacements in the building under horizontal actions. The coefficients Gama Z were also found to decrease in the masonry examples, reaching 85% decrease.
Palavras-chave: Alvenaria, Diagonal Equivalente, Estruturas de Concreto, Estabilidade Global, Pórticos Preenchidos
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