Análise do comportamento experimental e numérico de prismas de alvenaria estrutural utilizando o elemento finito prismático regular parabólico

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Data

2009-08-07

Autores

Albertini, Maicon Marino [UNESP]

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Editor

Universidade Estadual Paulista (Unesp)

Resumo

Com a expansão da Engenharia de Estruturas e os diferentes sistemas construtivos que vêm ao longo dos anos surgindo na indústria da construção civil, o Engenheiro Estrutural necessita incorporar a análise numérica como uma ferramenta de trabalho usual, de modo a manter a qualidade e a competitividade de seu trabalho, ainda que a análise dos projetos em alvenaria estrutural tenha sua modelagem bastante simples. A princípio, as ferramentas computacionais que buscam traduzir a realidade do comportamento deste método construtivo devem ser incorporadas como parte essencial ao auxílio no desenvolvimento destes projetos. Embasando-se neste princípio, o presente trabalho tem como objetivo principal a simulação numérica do comportamento não-linear físico de prismas, vazios e cheios com graute, de alvenaria estrutural submetidos a ações verticais. A discretização estrutural é feita por meio do Método dos Elementos Finitos, utilizando elementos prismáticos regulares parabólicos com vinte nós, simulando as partes do bloco de concreto (14 x 19 x 29 cm), as aberturas que receberão o graute e as juntas de argamassa, permitindo assim a modulação tridimensional dos prismas, bem como a introdução separada do módulo de elasticidade do concreto, do graute e da argamassa. Como parte integrante deste trabalho está a dedução do elemento finito a ser utilizado na discretização do prisma e para a consideração da não-linearidade física dos materiais utiliza-se o critério de Mohr-Coulomb, permitindo representar a diminuição da rigidez em função da ruptura do material. O programa desenvolvido foi utilizado para a simulação de vários ensaios realizados no NEPAE - Núcleo de Estudo e Pesquisa da Alvenaria Estrutural, cujos resultados apresentados são bastante satisfatórios.
With the expansion of the structures engineering and the different constructive systems that have been appearing as the years pass by in the industry of the building site, the structural engineer needs to incorporate the numeric analysis as an usual tool of work in a way to keep the quality and the competitiveness of his work, although the analysis of the projects in structural masonry is quite simple as modeling. At first, the computational tools that try to translate the reality of the behavior of this constructive method should be incorporate as an essential part to the aid in the development of these projects. Based on this idea, the present work main goal is the numeric simulation of the nonlinear physicist behavior of prisms, empty and full of concrete, of structural masonry submitted to vertical actions. The structural discretization is made by the Finite Elements Method, using prismatic elements with twenty joints, simulating the parts of the concrete block (14 x 19 x 29 cm), the openings that will receive the graute and the mortar joints, which allows the three-dimensional modulation of the prisms, as well as the separated introduction of the module of elasticity of the concrete block, of the concrete and of the mortar. A part of this work is the deduction of the finite element that will be used in the discretization of the prism. For the consideration of the nonlinear physics of the materials, the criterion of Mohr-coulomb will be used, permitting to represent the decrease of the rigidity in function of the rupture of the material. The developed program was used for the simulation of several rehearsals accomplished in NEPAE - Núcleo de Estudo e Pesquisa da Alvenaria Estrutural, whose presented results are quite satisfactory.

Descrição

Palavras-chave

Alvenaria – Estruturas, Método dos elementos finitos, Teorias não-lineares, Prismas, Comportamento estrutural não-lineares, Structural masonry, Finite elements method, Nonlinear structural behavior, Prisms

Como citar

ALBERTINI, Maicon Marino. Análise do comportamento experimental e numérico de prismas de alvenaria estrutural utilizando o elemento finito prismático regular parabólico. 2009. 158 f. Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual Paulista, Faculdade de Engenharia de Ilha Solteira, 2009.