This work had as main objective to analyze the work safety in the constructive system in structural masonry, in comparison with the conventional constructive system. For that, they were studied the two constructive systems, describing your construction phases and analyzing for each, the equipments of individual and collective protection necessary. It was also made a study on the report and the current state of the work safety in this country in the last years besides a historical revision it was accomplished on structural masonry and your constructive means. Starting from this moment, the constructive process of two constructions was analyzed, an executed starting from the conventional and other system in structural masonry. For each one of them, was observed, in each constructive phase, the amount of work accidents happened. With the obtained data, it can he ended that, in the structural masonry, was reduced the amount of accidents, in comparison with the conventional system, and, starting from the there, with the graphic analysis, it was shown the phases more danger of the execution of a construction clearly. Finally, this work looked for to reduce the lack of studies on the work safety in the building site, especially in the structural masonry, in what tells respect the amount of accidents, and, besides, to present that, executing this constructive system, the amount of accidents is smaller. / Este trabalho teve como objetivo principal analisar a segurança do trabalho no sistema construtivo em alvenaria estrutural, em comparação ao sistema construtivo convencional. Para isso, foram estudados os dois sistemas construtivos, descrevendo as suas fases de construção e analisando para cada uma, os equipamentos de proteção individual e coletiva necessários. Também se fez um estudo sobre o histórico e o estado atual da segurança do trabalho no país nos últimos anos. A partir da pesquisa e de ter sido realizada uma revisão histórica sobre alvenaria estrutural e suas facilidades construtivas. A partir deste momento, analisou-se o processo construtivo de duas edificações: uma executada a partir do sistema convencional e outra em alvenaria estrutural. Para cada uma delas, observou-se em cada fase construtiva, a quantidade de acidentes de trabalho ocorrida. Com os dados obtidos, pode-se concluir que na alvenaria estrutural, reduziu-se a quantidade de acidentes, em comparação ao sistema convencional, e a partir daí, com a análise gráfica, mostrou-se claramente as fases mais periculosas da execução de uma edificação. Enfim, este trabalho buscou diminuir a carência de estudos sobre segurança do trabalho na construção civil, especialmente na alvenaria estrutural, no que diz respeito a quantidade de acidentes, e além disso, apresentar que, executando este sistema construtivo, a quantidade de acidentes é consideravelmente menor.

[pt] Nesta dissertação estuda-se o sistema construtivo em alvenaria estrutural na cidade do Rio de Janeiro face aos conceitos de construção sustentável. Avalia-se esse método construtivo em seus detalhes de execução, materiais utilizados e outros benefícios na obra como redução de resíduos e ganhos em prazo de construção. Também são analisados impactos qualitativos no produto e os aspectos sociais e culturais devido as limitações técnicas do sistema bem como as legislações que têm influência. Levando-se em consideração as necessidades atuais do mercado imobiliário na busca por processos sustentáveis, foram analisadas as principais certificações. Tem-se como principal conclusão que nem sempre o processo atenderá de forma completa as necessidades de determinado empreendimento em função de algumas limitações técnicas. Do ponto de vista da sustentabilidade, o processo apresenta qualidades devido à modulação do sistema que gera menos desperdícios, porém, pode limitar a concepção de um produto diversificado e mais confortável através de soluções diferenciadas de planta e fachada, por exemplo. Mesmo que as construtoras tenham tentado utilizar o sistema em padrões médios de empreendimento, com preços de venda que giram em torno de 7.000 a 8.000 reais por metro quadrado, a solução não teve boa aceitação tanto pelos construtores como pelos clientes, e nota-se que o mesmo é utilizado em larga escala para empreendimentos de padrões populares. / [en] In this thesis the use of structural masonry constructive system is investigated in light of the concepts of sustainable construction in the city of Rio de Janeiro. This study is based on the evolution and growing importance of the construction sector within Brazilian economy, and the current trend in the construction market in the search for processes that minimize impacts on the environment with rational use of natural resources. The earliest records of civil construction activity in the city of Rio de Janeiro date from the colonial period, at a time which those activities were unregulated. In 1810 King João VI established the engineering school. The period between the late nineteenth century and early twentieth century was a time of intense economic transformation with the decay of the coffee plantations and the beginning of the industrial development. In 1940 there was a breakthrough in civil construction in Brazil, when the sector was considered one of the most advanced of its time. In 1971 there was great progress in the sector of construction in Rio de Janeiro with the creation of BNH, Banco Nacional da Habitação, and the Law of the Real Estate Development (Lei das Incorporações). The 90s were marked by the improvement of the qualification of the workforce, resulting in better products. The 2000s were distinguished by the boom in housing construction in the west zone and the expansion of large construction companies landbanks. In 2008 the growth was toward the north zone, however, by the end of that year, with the peak of the global crisis known as Subprime, the sector started suffering from a poor performance cycle until in the first half of 2009. The government program called Minha Casa Minha Vida was launched providing a better environment, with the incentive to produce one million new housing units. By the second half of 2009 the construction market was fully recovered. Many companies created new brands or subsidiaries to focus their business in this new market niche, and the use of large-scale structural masonry was considered the most suitable technology to be used in this type of construction. In 2011, the sector continued to grow driven by the demand fostered by the Olympic Games and the approval of new urban zoning laws. In this study the major projects launched in the city of Rio de Janeiro between 2005 and 2012 were mapped as well as the number of constructions that adopted structural masonry during this period. Impacts of civil construction on the environment range from the generation of raw material to the end of the useful life of products built. As a consequence of the growth experienced by the civil construction sector and its great economic impact, principles of sustainability standards and certifications arouse aiming the achievement of sustainable development in the entire production chain. Over the years, several international events debated on sustainability. In 1713 Carl Von Carlowitz published the first treaty on sustainable use of forest resources. In 1976 the first world conference on housing and environment was held in Canada. The system in structural masonry is ancient and its use dates back to early human activity process. Around 4000 years before Christ structures were employed for varied purposes and materials were usually blocks of clay and stone. In the seventeenth century the system becomes a construction technology based on principles of static. Element resistance tests begun to be performed in the nineteenth and twentieth centuries. The projects were based on limited empirical calculation methods, resulting in very thick walls and slow production speed. In the 50 s there was a revival of interest in structural masonry driven by the shortage of building materials in Europe, such as steel. The use of structural masonry in Brazil began in the sixteenth century, during the colonial period; yet, the process was not rationalized. By the 70s, the structural masonry was considered engineering technology in Brazil and projects started to be based on scientifically validated principles. With this evolution, it became more efficient and an economical alternative, although still somewhat precarious. Structural masonry achieved its consolidation with official norms in the 80s. Ancient definitions considered that the buildings should be formed of natural or artificial stones linked together in a stable manner by the combination of joints and mortar (or only by one of the two), capable of resisting only to compressive stresses. Currently, buildings in structural masonry are formed by industrial blocks (ceramic or concrete) designed and sized by calculation procedures to support loads beyond their own weight and resist compression. They are linked together by the interposition of mortar and can contain rebar in concrete or mortar in horizontal and / or vertical plane. They are classified as armed, unarmed, partially armed or pre-stressed. The structural masonry consists of four main components. The units are the basic components that define the resistance characteristics. Units can be concrete, ceramic or sand-lime blocks, solid or hollow. The mortar is a mixture of sand, cement, lime and water responsible for laying and unifying the units. It transmits and uniforms the stresses throughout the blocks, seal out water and wind and even out small deformations. Rebars are steel bars surrounded by grout that make all components of the masonry work together. The grout is a very fluid micro concrete with aggregates and it is responsible for the union of blocks with rebars within its hollows. The rationalization of structural masonry brings results by improving productivity and quality, with consequent increased value added. It also incentives increase in productivity and cost reduction in the supply chain, while meeting construction standards. As a result, the final consumer can buy at a lower price. Modulation was already used by the Greeks, Romans and Japanese. It represented to them, respectively, aesthetic, functional and aesthetic and functional character. At present time, for the modulation process to be harmonized, it is needed to update the standard as to the sizing of the blocks. The incompatibility between the dimensions of the components of the building often results in large thicknesses dimensional settings and designs solutions that do not properly address these adjustments, which end up being performed impromptu in the work site. The advantages of modulation are: simplification in project design, standardization of building components, optimization of the dimensions with reduction of different shapes, less interface problems between components and subsystems, standardization of detail and dimensional accuracy, rationalization and simplification in the execution of the work due to ease of assembly, reduction of material breaks, thus avoiding losses in construction. The disadvantages are: the need to have standardized components without dimensional and qualitative variation in the market, and need for investment in preparation and training of manpower. The definition of the system to be used by the constructor occurs in the study phase. It is usually observed: the type and purpose of the project, the maximum number of floors, the ceiling heights between slabs, the size of compartments and wall allocation, the eventual need for sheltered parking and its mixed solution analysis, the size of balconies, the need for flexibility of plans, if penthouses should have swimming pool, the dimensioning of the common areas. In the cases where the product can fit in structural masonry guidelines, this has been the preferred construction system. The project in structural masonry should consider the coordination between the various project disciplines with the integration between the design teams. Schedule of the project design should be prepared with the correct interaction of reconciliations. The design should be standardized and simplify the solutions and should provide full details of projects to avoid doubts and execution errors during construction. Wall rebar can be done directly with interlocking blocks, requiring interposition between blocks of 50 per cent in intercepted wall. It also can be done by placing the rebar in mortar joints with 90 angle, as well as through folded steel bars, industrialized trusses or staples, steel decks or similar materials of proven resistance. Electrical installation must be standardized in the predefined rows heights. The hydraulic and gas installations must be apparent and not embedded in order not to interfere in modulations. The project modulated masonry must have solutions that minimize the need for adjustments or additional elements while helping reconcile the different project disciplines. This constructive method is examined regarding its execution details, increase in production and other benefits to the construction itself. Furthermore, qualitative impacts on the product and the social and cultural aspects due to the system s technical limitations and the applicable laws and regulations are analyzed. The main certifications like AQUA, LEED, PROCEL EDIFICA, CASA AZUL, SANTANDER OBRA SUSTENTÁVEL and QUALIVERDE were analyzed in view of the current necessity of the real estate market to seek for more sustainable construction processes. It was analyzed the positive and negative aspects, as well as possible limitations of structural masonry for obtaining the building approvals. Two recently launched projects in structural masonry were analyzed. Through case studies one can compare them to competing projects built in conventional reinforced concrete structure and it is possible to understand the main differences between the products. The projects were also evaluated for the possibility of obtaining green building certification. AQUA was chosen as the reference certification. It provided the features used in the comparative between the different systems. To meet all categories of the certification, some aspects of the project might need to be adjusted, such as layout, wall thickness and span dimension. The main conclusion is that structural masonry will not always completely fulfill the needs of various projects because of certain technical limitations. Taking sustainability into account, structural masonry has a number of benefits beginning with the modulation of the process which generates less waste. However, it can limit the design of more comfortable and sophisticated products, for example with differentiated solutions for layout and façades. Even considering that some companies have used structural masonry in the construction of buildings for the middle class, with selling prices around BRL 7,000 to BRL 8,000 per square meter, this solution was not well accepted either by the contractors or those clients, whereas it is largely used in lower class constructions.

Alvenaria estrutural é um sistema construtivo em que paredes exercem tanto função estrutural como de vedação. Apesar de ser largamente utilizada no Brasil atualmente, não há uma norma nacional com procedimentos para o dimensionamento deste sistema em situação de incêndio. Muito se deve pelo fato de as pesquisas nesta área serem substancialmente escassas se comparadas com os sistemas construtivos em concreto armado ou aço. Neste contexto, este trabalho tem por objetivo realizar ensaios experimentais para avaliar a resistência residual de compressão da alvenaria estrutural com blocos de concreto. Foram avaliadas duas variações de blocos de concreto, com resistências características de 4,0 e de 10,0 MPa, ambos com espessura nominal de 140 mm e os corpos de prova estudados foram os prismas e as pequenas paredes. Realizou-se a caracterização física, geométrica e mecânica da alvenaria em temperatura ambiente e na sequência os corpos de prova foram submetidos a uma simulação de incêndio-padrão normalizado pela ISO 834-1:1999, durante 120 minutos que é o TRRF máximo recomendado pela ABNT NBR 14432:2001. Na primeira fornada foram avaliados os elementos de 140 mm sem revestimento e segunda fornada todos os elementos revestidos com uma camada de 5 mm de gesso. Após o resfriamento lento até a temperatura ambiente, os corpos de prova foram submetidos ao ensaio de compressão simples para avaliar a resistência residual de compressão dos blocos, prismas e pequenas paredes. Em todos os casos as resistências encontradas ficaram abaixo do suficiente para garantir a segurança durante a ação de um incêndio, uma vez que o máximo de resistência residual encontrado foi de 22%. A influência da compartimentação na resistência residual das pequenas paredes, foi brevemente avaliada, para isso três pequenas paredes de 4,0 MPa e 140 mm com o interior isolado dos gases externos foram submetidas ao incêndio-padrão e compressão pós resfriamento, verificou-se que a perda de resistência neste caso foi de 54% enquanto nas pequenas paredes com fogo em todas as faces e expostas ao fogo pelo mesmo período a perda foi de 86%. Estas pequenas paredes compartimentadas foram instrumentadas com a finalidade de avaliar a transferência de calor ao longo da sessão transversal e verificar o tempo de atendimento do critério de isolamento, que neste caso foi de 62 minutos, abaixo do TRRF máximo de 120 minutos. / Structural masonry is a building system that walls work as structure and has sealing function too. Even though it is widely used in Brazil nowadays, there is no national standardization for the masonry design in fire situation. One of the reasons is that researches in this area are substantially sparse if compared with other building systems like reinforced concrete and steel. In this context, the purpose of this work is to evaluate the residual compressive strength of concrete structural masonry by experimentally tests. Two concrete block variations were evaluated, with strengths of 4,0 and 10,0 MPa, both with 140 mm nominal thickness, the elements studied were prisms and walls, beyond blocks. In the first stage, the masonry was characterized in ambient temperature and in the second stage, the elements were submitted to fire simulation standardized by ISO 834-1: 1999 for 120 minutes, which is the maximum TRRF recommended by ABNT NBR 14432: 2001. In the first fire simulation the 140 mm elements were evaluated without covering and in the second one, all the elements were covered with 5 mm layer of plaster. Then, after slow cooling until ambient temperature, the residual compressive strength of the blocks, prisms and walls was evaluated by compression test. In all cases the resistances were not enough to ensure safety during the fire, since the maximum residual resistance found was 22%. Still in this stage, the influence of the compartmentation on the residual resistance of the walls was briefly evaluated. Three walls of 4.0 MPa and 140 mm were placed in a triangle that was thermally insulated inside, and after the fire simulation were subjected in a post-cooling compression test. The loss of resistance found in this case was 54% while in the walls with fire on all faces and exposed to fire for the same period the loss was 86%. These compartmentalized walls were instrumented with the purpose of evaluating the heat transfer along the cross section and to check the time of the isolation criterion attendance, which in this case was 62 minutes, below the 120-minute established as maximum TRRF.

Este trabalho apresenta um novo modelo numérico para simulação de juntas de argamassa em estruturas de alvenaria no plano via método dos elementos finitos. Neste modelo, blocos de alvenaria e juntas de argamassa são representados separadamente. Elementos finitos com alta razão de aspecto são utilizados para representar as juntas de argamassa e são inseridos na malha de elementos finitos através de uma técnica de fragmentação de malha. A principal vantagem desta técnica consiste na utilização de modelos constitutivos contínuos para representar regiões descontínuas, uma vez que seu campo de deformações quando a altura do elemento de interface tende a zero é semelhante ao apresentado pela abordagem de aproximação contínua de descontinuidades fortes. Um modelo constitutivo contínuo baseado na mecânica do dano foi desenvolvido para representar o comportamento dos elementos de interface. Este modelo consegue representar a abertura e fechamento de fraturas, bem como o efeito de atrito em função da tensão de confinamento nas interfaces. Como o objetivo deste trabalho consiste na simulação da formação e propagação de fraturas ao longo das juntas de argamassa, comportamento elástico linear foi atribuindo aos elementos triangulares de três nós utilizados na discretização dos blocos de alvenaria. Vários exemplos numéricos são apresentados. Inicialmente, testes básicos são realizados para demonstrar as principais características do modelo quando submetido a carregamentos de tração, compressão e cisalhamento. Posteriormente, estruturas de alvenaria submetidas a carregamentos estáticos são analisadas e os resultados comparados com as respostas experimentais a fim de validar o modelo proposto. A técnica proposta se mostrou bastante promissora para simulação da formação e propagação de fratura em juntas de argamassa de estruturas de alvenaria. / This work presents a novel numerical model to simulate the failure process in masonry structures subjected to static loads via finite element method. Brick and mortar joints are modeled separately with their own constitutive equations. Interface finite element with high aspect ratio are used to simulate the mortar interface and inserted by the mesh fragmentation technique. The main advantage of this strategy is supported by the fact that, as the aspect ratio of a standard low-order solid finite element increases, the element strains also increase, approaching the same kinematics as the Continuum Strong Discontinuity Approach. A constitutive model was developed, based on the continuum damage mechanics, in order to represent the behavior of the interface finite elements. This model is able to simulate the creation and propagation of cracks, as well as, the frictional effects in dependence on stress confinement on the interfaces. Furthermore, as the objective of this work aims to simulate the failure in the mortar joints, the brick elements are assumed as linear elastic material. Three node standard triangular finite element are used to represent the bricks. Several numerical models are carried out. Initially, basics tests are show in order to demonstrate the main characteristics of the proposed model subjected to tensile, compression and shear loads. Subsequently, masonry structures are subjected to static loads are analyzed and the results compared with the experimental responses in order to validate the proposed model. This technique proved to be very promising for the simulation of failure onset and propagation in mortar joints of masonry structures.

A alvenaria estrutural é um sistema construtivo muito antigo no qual as paredes exercem função estrutural além da função de vedação. Este sistema construtivo é muito utilizado no Brasil, entretanto, poucas pesquisas foram realizadas sobre o seu comportamento em situação de incêndio e o país ainda não possui métodos normativos de dimensionamento de alvenaria estrutural em situação de incêndio. Assim, o objetivo deste trabalho foi verificar o desempenho da alvenaria estrutural com blocos de concreto submetida a elevadas temperaturas através da simulação de prismas. No software Abaqus foram simulados o comportamento do bloco e prisma sujeitos à compressão em temperatura ambiente e do prisma em situação de incêndio com diferentes condições de contorno. O comportamento do bloco e prisma sujeitos à compressão e em temperatura ambiente foi validado até a carga última. As elevações de temperatura das faces não expostas ao fogo ficaram bem representadas por meio das simulações térmicas. A perda de resistência dos materiais foi adotada conforme a literatura técnica nas simulações termomecânicas. Através do que foi analisado no trabalho observou-se que os prismas se comportam bem quanto ao isolamento térmico em situação de incêndio, principalmente aquele com revestimento em argamassa nas duas faces. Quanto ao critério de resistência mecânica os resultados numéricos não foram validados com experimentais, entretanto, foi possível representar a deterioração térmica dos materiais. / The structural masonry is a very old building system in which the walls have structural and partition function. The use of this building system is widely spread in Brazil, however, few research programs were carried out on their behavior under fire situation and the country has not yet developed standard normative methods for designing structural masonry subject to fire. Thus the purpose of this research was to verify the performance of concrete blockwork structural masonry submitted to high temperatures through the simulation of prisms. In the Abaqus software the behavior of block and prism subjected to compression at room temperature and of the prism under fire situation with different boundary conditions were simulated. The compression of the block and prism at room temperature was validated until ultimate loads. The temperature rises of the non-exposed faces were well represented through thermal simulations. The material\'s resistance loss was adopted according to the technical literature in the thermomechanical simulations. Based on the analyzed examples it was observed that the prisms behave well regarding the thermal insulation under fire situation, mainly when having mortar coating on both sides. Regarding the mechanical resistance criterion, the numeric results were not validated with experimental ones, however, it was possible to represent the thermal deterioration of the materials.

O estudo da resistência à compressão e da deformabilidade de paredes de alvenaria de blocos de concreto é de fundamental importância para a caracterização desse material e o desenvolvimento de análises de estruturas compostas por esse tipo de painel. Este trabalho trata desse tema, objetivando prever com maior acuidade os principais parâmetros de deformação e de resistência de paredes de alvenaria de blocos de concreto, a saber: resistência à compressão e módulo de elasticidade longitudinal nas direções paralela e perpendicular à junta de assentamento. Foi desenvolvido um trabalho experimental para estimar a influência da resistência dos blocos, da resistência da argamassa e da direção de aplicação de forças no comportamento mecânico da alvenaria de blocos de concreto não-grauteada, quando submetida a esforços de compressão. Para tanto, realizaram-se ensaios de laboratório em blocos, argamassas, prismas de três blocos e paredinhas com dimensões de 80 cm x 80 cm. Por inferência estatística não foram obtidas correlações aceitáveis entre as variáveis estudadas. Porém, obtiveram-se tendências de comportamento dos corpos de prova estudados, confirmando a influência das características da argamassa e do bloco no comportamento estrutural da alvenaria quando submetida a esforços de compressão / The study of strength and the curved stress/strain relationship of blockwork masonry walls is basic for the material characterization and the development of structural analysis of blockwork walls. This work deals with that subject, aiming at the evaluation of the main elastic parameters and the strength of concrete blockwork walls: the compressive strength and modulus of elasticity for masonry in two orthogonal directions, parallel and perpendicular to bed joints. An experimental program was developed to evaluate the influence of the strength of blocks and mortar, and the load application direction on the mechanical behavior of ungrouted concrete block masonry under compression. A series of laboratory tests was carried out with blocks, mortar, prisms of three blocks and wallets (80 cm x 80 cm). It was impossible to obtain acceptable correlations of the defined variables, using statistical inference. However, tendencies of the specimens behavior were obtained, confirming the influence of mortar and block properties on the structural behavior of concrete blockwork walls under compression

Os rejeitos de construção e demolição representam, atualmente, grande volume de material desperdiçado no canteiro de obra e fábricas de pré-moldados de concreto. A necessidade da reciclagem para o desenvolvimento auto-sustentável, de materiais produzidos a partir dos rejeitos de construção, é de grande importância sob o impacto ambiental, além de proporcionar economia aos construtores e produtores de artefatos de cimento. Ensaios de concretos e argamassas, utilizando agregado reciclado, resultam bom desempenho mecânico e são relativamente mais leves quando comparados aos respectivos materiais utilizando agregados naturais. A fabricação de blocos de concreto com função estrutural, produzido com agregados reciclados de fração entre 2,4 mm e 9,5 mm, combinada à fração miúda de agregados naturais, possibilitam a execução de edifícios de pequena altura. A utilização da fração miúda reciclada, na preparação de argamassas de assentamento e revestimento, apresenta comportamento eficiente ao conjunto alvenaria-argamassa. A caracterização dos agregados, o estudo de traço, a análise do desempenho físico e mecânico dos blocos, prismas e paredes de alvenaria estrutural, bem como correlações de eficiência e análise da influência da argamassa de assentamento e de revestimento em relação à resistência de aderência à tração, é uma necessidade para o conhecimento e utilização deste material / The building and demolition rejects represent, nowadays, a great amount of wasted material in buildings and plants of pre-molded of concrete. The necessity of recycling for the self-supporting development of materials produced from the building rejects, is of great importance under the enviromental impact, and besides it provides savings for the builers and producers of concrete goods. Tests with concrete and mortar, utilizing recycled aggregate, show a good mechanical performance and they are lighter when compared to the respective materials using natural aggregate. The fabrication of concrete blocks with structural function, produced with recycled aggregate of fraction between 2,4 mm and 9,5 mm, combined to the small fraction of natural aggregate, make possible the construction of low height buildings. The application of the recycled small fraction, in the preparation of foundation and revetment mortar, shows efficient employed with the set masonry-mortar. The aggregate characterization, the study of the proportion of ingredients for concrete, the analysis of the physical and mechanical performance of the blocks, prisms and walls of structural masonry, as well the correlations of efficiency and analysis of the influence of foundation and revetment mortar, relating to the resistence of adherence to traction, are necessities for the knowledge and utilization of this material

Neste trabalho são realizadas análises estruturais de edifícios de paredes de concreto moldadas no local e de alvenaria estrutural considerando a interação solo-estrutura e a sequência construtiva. Com solução de fundação em estacas pré-moldadas, cada edifício piloto com 45 metros de altura, formado por 15 pavimentos de parede com pé-direito de 2,80m, apoiado sobre um pilotis de concreto armado de 3 metros de altura é modelado com base em 4 metodologias de análise: (i) O AI_AF, modelo clássico de referência, que admite apoios indeslocáveis e ações instantâneas; (ii) O AE_AF, modelo que inclui as ações evolutivas, incorporando o aumento gradativo de carregamento e rigidez; (iii) O AI_ISE, modelo que incorpora a interação com o solo a partir da aplicação instantânea de ações e (iv) o AE_ISE, modelo mais refinado, que considera a interação com o solo no tempo de construção. As paredes são modeladas em elementos finitos de casca, os pilares de concreto, vigas de transição, estacas e blocos em elementos finitos de barra e o maciço de solo em elementos finitos sólidos isoparamétricos, com o auxílio do software comercial DIANA®. O trabalho evidencia que o modelo clássico de referência, que desconsidera a interação com o solo, não alerta para a necessidade de aumentar a ductilidade das paredes dos pavimentos iniciais em ambos os sistemas construtivos. / This study consist of a structural analyses of concrete walls and masonry building including the soil-structure interaction and the construction process. Each pilot building is 45 meters high, consisting of 15 floors with 2.80 m high. Each floors are seated on pillars of reinforced concrete with 3 meters of height, which were modeled using 4 methodologies: (i) The AI_AF, classic reference model, which adopts fixed foundations and instantaneous action; (ii) The AE_AF is a model, that includes construction loads and incorporates a gradual increasing in load and stiffness; (iii) The AI_ISE model incorporates interaction with the soil and the instantaneous application of actions; and, (iv) AE_ISE, which consists of a more refined model with soil interaction and the time of construction. The concrete walls are modeled based on shell finite elements, the concrete pillars, transition beams, stakes and blocks are modeled based on bar finite element and the soil mass is modelled as an isoparametric solid finite elements. The numerical modelling is conducted using commercial software DIANA®. Results show that the classic reference model, in which the soil-structure interaction is not considered, does not attent to the need of increasing the ductility of the walls in initials floor.

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, que é baseado no método dos elementos finitos, para prever o comportamento estrutural dos modelos. A partir dos resultados experimentais e numéricos pôde-se concluir que existe uma boa aderência entre as paredes dos blocos de concreto e o graute, suficiente para evitar o escorregamento, sendo possível mobilizar toda a resistência de tração das barras de armadura de diâmetros usuais, desde que devidamente ancoradas. Já com os blocos cerâmicos observa-se uma menor aderência entre as paredes dos blocos e o graute, podendo ocorrer o escorregamento do material de enchimento, antes que a armadura alcance sua tensão de escoamento. O graute de maior resistência à compressão e menor fator água cimento (graute G30) apresentou maior resistência de aderência em relação ao graute mais fraco (graute G14) e de maior fator água/cimento. Quanto aos limites estabelecidos para a tensão de escoamento das armaduras, observa-se que, no caso de blocos de concreto, não deve haver restrição. Em contraposição, quanto aos blocos cerâmicos, o problema é mais complexo, cabendo a realização de mais ensaios para a confirmação de limites, com a variação de blocos e grautes. Os resultados do estudo paramétrico apontam limites que devem ser adotados no caso de diâmetro superior a 10 mm. De maneira simplificada, como ponto para futuras verificações pode-se propor: 75% para Ø 12,5 mm, 50% para Ø 16 mm e 25% para Ø 20 mm. As análises numéricas realizadas nos modelos ensaiados a push-out e pull-out representaram adequadamente o comportamentos observado em laboratório, permitindo a realização da análise paramétrica. / The construction of structural masonry buildings has evolved significantly in Brazil. The buildings have become ever higher, reaching the level of 20 floors. Higher buildings lead to lager compression levels, coming from the vertical loads combined to the horizontal actions due to wind and lack of verticality, obliging a greater use of reinforced structural masonry. The block/grout adherence is not specified in both national and international standards. This work aims to study the behavior of the block/grout interface, for both concrete and clay blocks, with and without reinforcement, submitted to tensile and compressive forces. Experimental and numerical resources were used to development of this study. The experimental program studied the masonry behavior using push-out specimens to determine the bond strength between the grout and the concrete unit, and pull-out specimens to study the behavior of the interface of the grout/block/reinforcement. Computational modelling was carried out using the FEM software Diana, which has a library with constitutive models suitable for civil engineering application, to complete the study and understand the structural behavior of the block/grout interface. The experimental results showed that there is a good bond between the concrete blocks internal faces and the grout, enough to prevent infill-slippage, and that the whole tensile strength of the usual reinforcement rebars is achieved provided they are properly anchored. Nevertheless, for clay blocks there is a low bond between the clay blocks internal faces and the grout, allowing the infill-slippage before the reinforcement bars reach their yield stress. The higher strength grout with lower water/cement ratio (grout G30) presented higher bond strength compared to the lower strength grout and higher water/cement ratio (grout G14). In the case of concrete blocks there should be no restriction limits on the yield stress of reinforcement, in a practical sense and considering other prescribed limits. In contradiction, in the case of clay blocks, additional tests should be carried out for establishing limits, with varying blocks and grouts. The parametric analysis indicates limits that should be adopted for a diameter larger than 10 mm. The authors of this research suggest 75% for Ø 12.5 mm, 50% for Ø 16 mm and 25% for Ø 20 mm as a reference point for future investigations. The numerical analysis showed that the computer models of the push-out and pull-out specimens represented adequately the behavior of the physical models, and thus can be used in parametric analysis.

A alvenaria estrutural é um sistema construtivo muito antigo no qual as paredes exercem função estrutural além da função de vedação. Este sistema construtivo é muito utilizado no Brasil, entretanto, poucas pesquisas foram realizadas sobre o seu comportamento em situação de incêndio e o país ainda não possui métodos normativos de dimensionamento de alvenaria estrutural em situação de incêndio. Assim, o objetivo deste trabalho foi verificar o desempenho da alvenaria estrutural com blocos de concreto submetida a elevadas temperaturas através da simulação de prismas. No software Abaqus foram simulados o comportamento do bloco e prisma sujeitos à compressão em temperatura ambiente e do prisma em situação de incêndio com diferentes condições de contorno. O comportamento do bloco e prisma sujeitos à compressão e em temperatura ambiente foi validado até a carga última. As elevações de temperatura das faces não expostas ao fogo ficaram bem representadas por meio das simulações térmicas. A perda de resistência dos materiais foi adotada conforme a literatura técnica nas simulações termomecânicas. Através do que foi analisado no trabalho observou-se que os prismas se comportam bem quanto ao isolamento térmico em situação de incêndio, principalmente aquele com revestimento em argamassa nas duas faces. Quanto ao critério de resistência mecânica os resultados numéricos não foram validados com experimentais, entretanto, foi possível representar a deterioração térmica dos materiais. / The structural masonry is a very old building system in which the walls have structural and partition function. The use of this building system is widely spread in Brazil, however, few research programs were carried out on their behavior under fire situation and the country has not yet developed standard normative methods for designing structural masonry subject to fire. Thus the purpose of this research was to verify the performance of concrete blockwork structural masonry submitted to high temperatures through the simulation of prisms. In the Abaqus software the behavior of block and prism subjected to compression at room temperature and of the prism under fire situation with different boundary conditions were simulated. The compression of the block and prism at room temperature was validated until ultimate loads. The temperature rises of the non-exposed faces were well represented through thermal simulations. The material\'s resistance loss was adopted according to the technical literature in the thermomechanical simulations. Based on the analyzed examples it was observed that the prisms behave well regarding the thermal insulation under fire situation, mainly when having mortar coating on both sides. Regarding the mechanical resistance criterion, the numeric results were not validated with experimental ones, however, it was possible to represent the thermal deterioration of the materials.