A avaliação da capacidade de carga das estruturas de alvenaria submetidas a ações horizontais depende da confiabilidade dos modelos de dimensionamento utilizados. De fato, a alvenaria é um material heterogêneo com característica ortotrópicas. Além disso, por possuir juntas de argamassa que acarretam planos de fraqueza, geralmente a modelagem computacional desse tipo de estrutura apresenta grandes dificuldades. Um modelo robusto para alvenaria só pode ser desenvolvido por meio de uma descrição suficientemente precisa do comportamento mecânico individual de cada um dos seus componentes (unidades de alvenaria e a argamassa) e sobretudo nas juntas de argamassa, as quais são responsáveis pela maior parte dos fenômenos não-lineares que ocorrem na estrutura. Entretanto, diante da escassez de resultados experimentais, descrever esses comportamentos com a precisão e o rigor necessários é uma tarefa bastante difícil. Diante desta motivação, este trabalho se propôs a identificar e quantificar a influência da ligação unidade-argamassa, denominada junta, no comportamento estrutural de painéis de contraventamento de alvenaria estrutural executados com blocos de concreto. Assim, foram obtidos dados experimentais do comportamento da ligação unidade-argamassa e das partes componentes que posteriormente foram utilizados em modelagens computacionais realizadas para prever o comportamento estrutural de painéis de contraventamento submetidos a esforços horizontais no plano. Posteriormente, a partir dos resultados obtidos dos ensaios de painéis submetido a força horizontal e vertical e das modelagens numéricas propostas foi possível comparar os resultados experimentais e numéricos com os resultados obtidos pelo procedimento de dimensionamento da norma brasileira NBR 15812-1 (ABNT, 2010). Assim pode-se concluir que os valores da força horizontal máxima determinados a partir das recomendações da NBR 15812-1 (ABNT, 2010) apresentaram valores mais conservadores que os resultados experimentais e numéricos, como seria esperado. / The evaluation of load bearing capacity of masonry structures subjected to horizontal actions depends on the reliability of the dimensional models used. Masonry is indeed a heterogeneous material with orthotropic characteristics. In addition, due to its weak mortar joints, in general, the computational modeling of this type of structure presents major difficulties. A robust model for masonry structures can only be developed through a fairly accurate description of the individual mechanical behavior of each of its constituents (masonry units and mortar) and, especially, in the mortar joints, which are responsible for most nonlinear phenomena occurring in the structure. However, due to the lack of experimental data, describing these behaviors with the accuracy and rigor required is a rather difficult task. Hence, the objective of this study is to identify and quantify the influence of mortar-unit bond, also called joint, on the structural behavior of concrete block masonry shear walls. Accordingly, the experimental data of the behavior of the mortar-unit bond and the constituents, which were further used in the numerical modeling developed to predict the structural behavior of shear wall subjected to horizontal forces in the plane, were obtained. Subsequently, from the results obtained in the assays of shear walls subjected to a horizontal and vertical force and the numerical modeling proposed it was possible to compare the experimental and numerical results with those obtained by mean of the Brazilian Code NBR 15812-1 (ABNT, 2010). Therefore, it can be concluded that the values of maximum horizontal force determined according to the recommendations of Brazilian Code design criterion are more conservative values than the experimental and numerical values, as expected.

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:48:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JulioCCD_DISSERT.pdf: 5293520 bytes, checksum: 35065f2bef6951ad4ce1b2b752aa3b02 (MD5) Previous issue date: 2012-02-28 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior / The main objective of this thesis was the study of bracing panels of structural masonry, by applying the Finite Element Method and Strut and Tie Method. It was analyzed the following aspects: the effect of orthotropy on the behavior of the panels; distribution of horizontal forces between panels for buildings; comparison between Equivalent Frame and Finite Elements models; panels design with the Strut and Tie Method. The results showed that one should not disregard the orthotropy, otherwise this can lead to models stiffer than the real. Regarding the distribution of horizontal forces, showed that the disregard of lintels and shear deformation leads to significant differences in the simplified model. The results showed also that the models in Finite Element and Equivalent Frame exhibit similar behavior in respect to stiffness of panels and stress distribution over the sessions requested. It was discussing criteria for designing Strut and Tie Method models in one floor panels. Then, the theoretical strength these panels was compared with the rupture strength of panels tested in the literature. The theoretical maximum strength were always less than the rupture strength of the panels obtained in tests, due to the fact that the proposed model cannot represent the behavior of the masonry after the start of the panel cracking due to plasticization of the reinforcement / O objetivo principal desta disserta??o foi o estudo de pain?is de contraventamento de alvenaria estrutural, atrav?s da aplica??o do M?todo dos Elementos Finitos e do M?todo de Bielas e Tirantes. Foram analisados os seguintes aspectos: o efeito da ortotropia no comportamento de pain?is; distribui??o de for?as horizontais entre pain?is de edif?cios; compara??o entre os modelos de P?rtico Equivalente e Elementos Finitos; c?lculo de pain?is com o M?todo de Bielas e Tirantes. Os resultados permitiram concluir que n?o se deve desconsiderar a ortotropia, sob pena de conduzir a modelos mais r?gidos que o real. Em rela??o ? distribui??o de for?as horizontais, evidenciou-se que a desconsidera??o dos lint?is e da deforma??o por cisalhamento acarretam diferen?as significativas relativamente ao modelo de barras isoladas. Os resultados permitiram concluir, ainda que os modelos em Elementos Finitos e de P?rtico Equivalente apresentam comportamento semelhante no que se refere ? rigidez de pain?is e distribui??o de tens?es nas sess?es mais solicitadas. Foram discutidos crit?rios para a concep??o de modelos de bielas e tirantes em pain?is isolados. Em seguida, a for?a horizontal te?rica destes pain?is foi comparada com a carga de ruptura de pain?is ensaiados dispon?veis na literatura. As for?as m?ximas te?ricas foram sempre inferiores ? for?a de ruptura dos pain?is, obtidas em ensaios, devido ao fato de que o modelo proposto n?o ? capaz de representar o comportamento da alvenaria ap?s o inicio da fissura??o do painel devido ? plastifica??o das armaduras

A avaliação da capacidade de carga das estruturas de alvenaria submetidas a ações horizontais depende da confiabilidade dos modelos de dimensionamento utilizados. De fato, a alvenaria é um material heterogêneo com característica ortotrópicas. Além disso, por possuir juntas de argamassa que acarretam planos de fraqueza, geralmente a modelagem computacional desse tipo de estrutura apresenta grandes dificuldades. Um modelo robusto para alvenaria só pode ser desenvolvido por meio de uma descrição suficientemente precisa do comportamento mecânico individual de cada um dos seus componentes (unidades de alvenaria e a argamassa) e sobretudo nas juntas de argamassa, as quais são responsáveis pela maior parte dos fenômenos não-lineares que ocorrem na estrutura. Entretanto, diante da escassez de resultados experimentais, descrever esses comportamentos com a precisão e o rigor necessários é uma tarefa bastante difícil. Diante desta motivação, este trabalho se propôs a identificar e quantificar a influência da ligação unidade-argamassa, denominada junta, no comportamento estrutural de painéis de contraventamento de alvenaria estrutural executados com blocos de concreto. Assim, foram obtidos dados experimentais do comportamento da ligação unidade-argamassa e das partes componentes que posteriormente foram utilizados em modelagens computacionais realizadas para prever o comportamento estrutural de painéis de contraventamento submetidos a esforços horizontais no plano. Posteriormente, a partir dos resultados obtidos dos ensaios de painéis submetido a força horizontal e vertical e das modelagens numéricas propostas foi possível comparar os resultados experimentais e numéricos com os resultados obtidos pelo procedimento de dimensionamento da norma brasileira NBR 15812-1 (ABNT, 2010). Assim pode-se concluir que os valores da força horizontal máxima determinados a partir das recomendações da NBR 15812-1 (ABNT, 2010) apresentaram valores mais conservadores que os resultados experimentais e numéricos, como seria esperado. / The evaluation of load bearing capacity of masonry structures subjected to horizontal actions depends on the reliability of the dimensional models used. Masonry is indeed a heterogeneous material with orthotropic characteristics. In addition, due to its weak mortar joints, in general, the computational modeling of this type of structure presents major difficulties. A robust model for masonry structures can only be developed through a fairly accurate description of the individual mechanical behavior of each of its constituents (masonry units and mortar) and, especially, in the mortar joints, which are responsible for most nonlinear phenomena occurring in the structure. However, due to the lack of experimental data, describing these behaviors with the accuracy and rigor required is a rather difficult task. Hence, the objective of this study is to identify and quantify the influence of mortar-unit bond, also called joint, on the structural behavior of concrete block masonry shear walls. Accordingly, the experimental data of the behavior of the mortar-unit bond and the constituents, which were further used in the numerical modeling developed to predict the structural behavior of shear wall subjected to horizontal forces in the plane, were obtained. Subsequently, from the results obtained in the assays of shear walls subjected to a horizontal and vertical force and the numerical modeling proposed it was possible to compare the experimental and numerical results with those obtained by mean of the Brazilian Code NBR 15812-1 (ABNT, 2010). Therefore, it can be concluded that the values of maximum horizontal force determined according to the recommendations of Brazilian Code design criterion are more conservative values than the experimental and numerical values, as expected.

Este trabalho trata de detalhes de modelagem de estruturas de contraventamento de edifícios de concreto armado. Inicialmente são discutidos esquemas de modelagem para núcleos de rigidez. São comparados resultados obtidos através de três procedimentos distintos, com diferentes graus de simplicidade e eficiência. É também avaliada a contribuição de vigas secundárias, vigas que não estão conectadas diretamente em pilares, na estrutura de contraventamento. Para tanto são apresentados alguns arranjos onde a consideração das referidas vigas muda significativamente os resultados obtidos e a modelagem de uma estrutura completa de edifício com e sem as referidas vigas secundárias. Por fim, são apresentados um gerador de estruturas de contraventamento e um pós-processador gráfico para visualização da estrutura gerada e dos resultados obtidos, sejam esforços ou deslocamentos. / This work deals with some modelling details of bracing structures for reinforced concrete buildings. lnitially, modelling schemes of structural cores are discussed. Results obtained by three different procedures, with distinct levels of simplicity and efficacy, are compared. The work also shows the contribution of secondary beams, ones that are not directly connected to columns, to the stiffness of bracing structures. Some schemes, in which the consideration of those beams changes expressively the obtained results, and the complete modelling of a building structure, with and without secondary beams, are presented. Finally, the work also introduces a generator of bracing structures and a pos-processor, that permit the visualisation of the obtained results: internal efforts and displacements.

O núcleo resistente, considerado um dos principais elementos componentes dos sistemas estruturais de edifícios de andares múltiplos, quando associado ao sistema de contraventamento, consegue conferir à estrutura um razoável acréscimo de rigidez. O núcleo é ainda o único elemento estrutural capaz de resistir isoladamente a todos os esforços atuantes na estrutura de um edifício, contribuindo na determinação mais precisa dos seus deslocamentos. Baseado nestes fatores, acredita-se que as diferentes modelagens, adotadas para o núcleo, proporcionarão diferentes resultados para a mesma estrutura de contraventamento. Este trabalho tem como principal objetivo analisar a influência que estas modelagens exercem na estrutura de contraventamento. Inicialmente, são apresentadas algumas das modelagens mais utilizadas para o núcleo. Com estas modelagens foram processadas algumas estruturas, e os diversos resultados obtidos utilizados no processo comparativo. Para o processamento foram consideradas análises em teoria de primeira e segunda ordem e, para as fundações, vinculação rígida. Não serão consideradas as deformações por esforço cortante nos elementos. / Resistant cores, are considered one of the principal elements of the structural systems of multistory buildings. When associated to the bracing structure, it gives to the structure a reasonable stiffness increment. The core is still the only structural element capable to resist separately all the efforts in the structure of a building, contributing to a more accurate determination of its displacements. Based on these factors, it is believed that different modeling adopted for the cores will provide different results for the same bracing structure. The main aim of this work is to analyze the influence that these modeling exerts on the bracing structure. First, some of the most used core modeling were presented. Then some structures were processed, using these modeling. The several obtained results were compared. For all the analysis it was considered the first and second order theory and rigid connections for the foundations. Shear deformation were not considered in the elements.

Este trabalho trata do desenvolvimento de um sistema computacional, para a geração de dados e apresentação de resultados, específico para as estruturas de edifícios. As rotinas desenvolvidas devem trabalhar em conjunto com um sistema computacional para análise de estruturas com base no Método dos Elementos Finitos, contemplando tanto as estruturas de pavimentos; com a utilização de elementos de barra, placa/casca e molas; como as estruturas de contraventamento; com a utilização de elementos de barra tridimensional e recursos especiais como nó mestre e trechos rígidos. A linguagem computacional adotada para a elaboração das rotinas mencionadas é o Object Pascal do DELPHI, um ambiente de programação visual estruturado na programação orientada a objetos do Object Pascal. Essa escolha tem como objetivo, conseguir um sistema computacional onde alterações e adições de funções possam ser realizadas com facilidade, sem que todo o conjunto de programas precise ser analisado e modificado. Por fim, o programa deve servir como um verdadeiro ambiente para análise de estruturas de edifícios, controlando através de uma interface amigável com o usuário uma série de outros programas já desenvolvidos em FORTRAN, como por exemplo o dimensionamento de vigas, pilares, etc. / This work deals with a pre and pos data processing computational system specific for building structures. This computational system has been developed to work together with a finite element program for structural analysis, and it must include elements for flood structures analysis, as bars, plates, membranes and springs; and elements for bracing structures, as 3D-bar and rigid elements. Borland\'s Delphi, a rapid application development environment based on Object Pascal, has been used in this work. The reason for this choice is to provide an easy way to future modifications and additions in the source code. Finally, the developed system should make possible the integration, through user friendly interfaces, with other programs already developed in Fortran, for instance, for designing beams, columns, and others structural elements.

Este trabalho aborda, de uma forma geral, os sistemas estruturais normalmente adotados no projeto de cúpulas metálicas. Foi dado ênfase a um arranjo derivado do sistema Schwedler, recentemente utilizado em projetos desenvolvidos no interior do estado de São Paulo. O trabalho pode ser divido em duas partes, a primeira delas versando sobre as ligações que compunham o sistema estrutural estudado, e a segunda versando sobre a influência dessas ligações no comportamento da estrutura e sobre a influência da forma de contraventamento. As ligações foram estudadas sob dois aspectos diferentes, que foram: a) revisão e aperfeiçoamento dos critérios de dimensionamento adotados em algumas ligações, e b) proposição de modelos para descrição do comportamento momento-rotação de ligações com dupla tala de alma parafusada e de aparelhos de apoio. A influência do tipo de contraventamento e da rigidez das ligações foi investigada por meio do efeito exercido nos deslocamentos verticais e na distribuição de esforços internos da estrutura. Para tanto, foram utilizados programas computacionais de uso já consagrado, cujos resultados foram comparados entre si. / In a general way, this work deals with structural systems usually adopted in the project of metallic domes. Emphasis was given to a derived arrangement derived of the Schwedler system, recently used in projects developed the state of São Paulo. The work can be divided in two parts, the first one is about the connections that compose the structural system studied, and second one treats the influence of those connections in the structure behavior and the influence in the brace configuration. The connections were studied under two different aspects, that were: a) revision and improvement of the design criteria adopted in some connections, and b) proposition of models for the momentrotation description for double plate connections of web. The influence of the brace type and of the rigidity of the connections were investigated by means of the effect in the vertical displacements and in the distribution of internal efforts of the structure. So, two commercial softwares were used, and the results were compared.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:09:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 6140.pdf: 6135586 bytes, checksum: ace614f1a8541a55cfb3a642af660b84 (MD5) Previous issue date: 2014-02-10 / A widely used solution in multiple pavement's edifications to absorb lateral action of the wind and promote structure stability, is to create an element of large rigidity, usually at stairs and elevators areas, denominated central core or bracing core. This structural element is formed by the junction of pillars walls and normally has a C format, what implies having the shear center is not coincidente with the gravity center of the section. It is assumed that always when the resulting of the action does not cross the section s shear center, will occur a tortion of the central core and the building. In order to verify this hipothesis inicially four models were proposed. The first with the shear center coinciding to the ground plan center. The second with the nucleus positioned in a region generally sugested in architectural projects, in other words, aligned to the central porticos, in this case with the CG very close to the center of the ground plan. The third example consists in turning the nucleus totally eccentric. At the fourth example the eccentric nucleus has its rigidity increased. Four aspects are analysed: 1) The structure must be capable of resisting the efforts introduced by the action of the wind; 2) The structure must be rigid enough to satisfy the limits of deformation for the actions in Estado Limite de Serviço; 3) The reinforcement ratio must not exceed to the limits specified in standard; 4) The verifications concerning global stability must be attended. The study shows that the position of the nucleus at the ground plan and slenderness directly influences in the occurence or not of tortion of the building as a whole. Although the wind falls on the nucleus core shear center, being asymmetrical the rigidity of the building in plan, a tortion will occur. May also be concluded that the core bracing does not support the effort proveniente of wind action by itself, before, the other pillars also contribute. / Uma solução bastante usada em edificações de múltiplos pavimentos para absorver a ação lateral do vento, e prover a estrutura de estabilidade, é criar um elemento de grande rigidez, em geral na região de escadas e elevadores, denominado núcleo central ou núcleo de contraventamento. Este elemento estrutural é formado pela junção de pilares paredes e normalmente tem seção em formato C, o que implica ter o centro de cisalhamento não coincidente com o centro de gravidade da seção. Supõe-se que sempre que a resultante da ação não passar pelo centro de cisalhamento da seção, ocorrerá torção do núcleo central e do prédio. Para verificação desta hipótese foram propostos inicialmente quatro modelos. O primeiro com o centro de cisalhamento coincidindo com o centro da planta. O segundo com núcleo posicionado em região mais comumente sugerido em projetos arquitetônicos, ou seja, alinhado aos pórticos centrais, e neste caso com o CG muito próximo ao centro da planta. O terceiro exemplo consiste em tornar o núcleo totalmente excêntrico. No quarto exemplo o núcleo excêntrico tem rigidez aumentada. Quatro aspectos são verificados: 1) A estrutura deve ser capaz de resistir aos esforços introduzidos pela ação do vento; 2) A estrutura deve ter rigidez suficiente para satisfazer os limites de deformação para as ações em Estado Limite de Serviço; 3) A taxa de armadura não deve exceder aos limites especificados em norma; 4) Devem ser atendidas às verificações quanto à estabilidade global. O estudo mostrou que a posição do núcleo em planta e a esbeltez influencia diretamente na ocorrência ou não de torção do prédio com um todo. Ainda que o vento incida no centro de cisalhamento do núcleo, estando assimétrica a rigidez do prédio em planta, ocorrerá torção. Pode-se concluir também que o núcleo de contraventamento não trata sozinho o esforço proveniente da ação do vento, antes os demais pilares também contribuem.

Este trabalho trata do desenvolvimento de um sistema computacional, para a geração de dados e apresentação de resultados, específico para as estruturas de edifícios. As rotinas desenvolvidas devem trabalhar em conjunto com um sistema computacional para análise de estruturas com base no Método dos Elementos Finitos, contemplando tanto as estruturas de pavimentos; com a utilização de elementos de barra, placa/casca e molas; como as estruturas de contraventamento; com a utilização de elementos de barra tridimensional e recursos especiais como nó mestre e trechos rígidos. A linguagem computacional adotada para a elaboração das rotinas mencionadas é o Object Pascal do DELPHI, um ambiente de programação visual estruturado na programação orientada a objetos do Object Pascal. Essa escolha tem como objetivo, conseguir um sistema computacional onde alterações e adições de funções possam ser realizadas com facilidade, sem que todo o conjunto de programas precise ser analisado e modificado. Por fim, o programa deve servir como um verdadeiro ambiente para análise de estruturas de edifícios, controlando através de uma interface amigável com o usuário uma série de outros programas já desenvolvidos em FORTRAN, como por exemplo o dimensionamento de vigas, pilares, etc. / This work deals with a pre and pos data processing computational system specific for building structures. This computational system has been developed to work together with a finite element program for structural analysis, and it must include elements for flood structures analysis, as bars, plates, membranes and springs; and elements for bracing structures, as 3D-bar and rigid elements. Borland\'s Delphi, a rapid application development environment based on Object Pascal, has been used in this work. The reason for this choice is to provide an easy way to future modifications and additions in the source code. Finally, the developed system should make possible the integration, through user friendly interfaces, with other programs already developed in Fortran, for instance, for designing beams, columns, and others structural elements.

Submitted by Marlene Santos (marlene.bc.ufg@gmail.com) on 2016-10-17T18:47:03Z No. of bitstreams: 3 Dissertação - Sara Brandão e Silva - 2016 - Parte 01.pdf: 12396227 bytes, checksum: 53cc99a947a01ed352cf6cbd21751a01 (MD5) Dissertação - Sara Brandão e Silva - 2016 - Parte 02.pdf: 10222149 bytes, checksum: 976fb375235891b3c9f19b810c83b325 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Jaqueline Silva (jtas29@gmail.com) on 2016-10-18T16:18:59Z (GMT) No. of bitstreams: 3 Dissertação - Sara Brandão e Silva - 2016 - Parte 01.pdf: 12396227 bytes, checksum: 53cc99a947a01ed352cf6cbd21751a01 (MD5) Dissertação - Sara Brandão e Silva - 2016 - Parte 02.pdf: 10222149 bytes, checksum: 976fb375235891b3c9f19b810c83b325 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2016-10-18T16:18:59Z (GMT). No. of bitstreams: 3 Dissertação - Sara Brandão e Silva - 2016 - Parte 01.pdf: 12396227 bytes, checksum: 53cc99a947a01ed352cf6cbd21751a01 (MD5) Dissertação - Sara Brandão e Silva - 2016 - Parte 02.pdf: 10222149 bytes, checksum: 976fb375235891b3c9f19b810c83b325 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2016-01-19 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / Topology optimization provides design solutions to several engineering applications and density methods are the most popular approach in this field. However, when it comes to building design, the dimension of the extended domain related to the high of the building provides material concentration at the basis of the building. On the other side, the ground structure method provides desirable grid solutions using a highly connected truss in an approach close to size optimization techniques. This work presents a prospective study about the application of ground structure method to obtain bracing systems for buildings comparing with the known solutions obtained by density methods. Desirable manufacturing constraints such as patterns repetition and symmetry are considered. Multiple loading functions are Simulations are developed in two-dimensional building configurations to validate the method and show the structural comportment. Three dimensional examples are developed to show possibility of interesting solutions obtained with the ground structure method. / A otimização de topologia fornece soluções para muitas aplicações da engenharia e os métodos baseados na densidade são as abordagens mais populares neste campo. No entanto, quando se trata da concepção de edifícios a dimensão do domínio estendido em relação à altura dos edifícios propicia a concentração de matéria na base do edifício. Por outro lado, o método da ground structure fornece soluções desejáveis usando uma treliça altamente conectada em uma abordagem próxima as técnicas de otimização de dimensões. Este trabalho apresenta um estudo sobrea a aplicação do método da ground structure para obtenção do projeto conceitual dos sistemas de contraventamento dos edifícios comparando com o conhecido método baseado na densidade. Para isso leva-se em consideração características de manufatura como simetria e repetição de padrão, além das considerações de múltiplos carregamentos. Simulações em 2D são apresentadas para validação do método e observação do comportamento estrutural. Exemplos em 3D com arquiteturas mais ousadas são desenvolvidos para mostrar as possiblidades arquitetônicas que as soluções obtidas pela ground structure propicia.