Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / In this paper, a study on masonry infilled reinforced concrete (RC) frames subjected to service limit state horizontal loads is presented, considering the masonry panel contribution in the stiffness of the structure. The analysis of infilled frames is performed in two ways: using the equivalent diagonal strut concept, called here as macromodelling and the finite element method (FEM) for the micromodelling. Due to simplicity, equivalent strut models are really attractive for the inclusion of masonry panels in structural models of buildings frames. However, formulations available in the literature provide substantially distinct values for determining the axial rigidity of the equivalent strut, and disregarding some important parameters of the structural behavior of the infilled frame. In the FEM analysis, numerical simulations of infilled RC frames are done, with and without openings, with different spans, stiffness of the columns and masonry properties, using finite elements type shell in the modeling, in addition to the consideration of the contact frame-masonry. The simulations results allow the assessment of the limitations of the existing formulations for determining the width of the diagonal strut. In infilled frames with openings of doors and windows, is evaluated how the size and position of the aperture affects the stiffness of the structure. Finally, the maximum stresses (tensile, compression and shear) of all models are evaluated and compared with their respective resistant stresses in order to determine the possibility of cracking of the masonry panels of frames subjected to service limit state actions. / Neste trabalho é apresentado um estudo sobre pórticos de concreto armado preenchidos com alvenaria submetidos a ações horizontais de Estado Limite de Serviço (ELS), considerando a contribuição do painel de preenchimento na rigidez da estrutura. A análise dos pórticos preenchidos é realizada de duas maneiras: empregando-se o conceito da diagonal equivalente, na denominada macromodelagem e o método dos elementos finitos (MEF) para a micromodelagem simplificada. Em razão da simplicidade, os modelos com barras diagonais equivalentes são bastante atrativos para a inclusão de painéis de alvenaria nos modelos estruturais de pórticos de edifícios. Entretanto, as formulações disponíveis na bibliografia especializada fornecem valores sensivelmente distintos para a determinação da rigidez axial da barra equivalente, além de desconsiderarem alguns parâmetros importantes do comportamento estrutural do conjunto pórtico-alvenaria. Na análise através do MEF são realizadas simulações numéricas de pórticos de concreto preenchidos com alvenaria, com e sem aberturas, com diferentes vãos, rigidez de pilares e propriedades da alvenaria, empregando-se elementos bidimensionais na modelagem, além da consideração do contato pórtico-parede. Os resultados dessas simulações permitem a avaliação das limitações das formulações existentes para a determinação da largura da barra equivalente. No caso de pórticos preenchidos com aberturas, é avaliado de que forma o tamanho e a posição da abertura afeta a rigidez da estrutura. Por fim, as máximas tensões solicitantes (tração, compressão e cisalhamento) de todos os modelos são avaliadas, e comparadas com as respectivas tensões resistentes, a fim de determinar a possibilidade de fissuração dos painéis de preenchimento de pórticos submetidos a ações de ELS.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:09:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 4457.pdf: 18463450 bytes, checksum: c0a25a178fa3c9a6561abc7109472ddc (MD5) Previous issue date: 2012-03-30 / Financiadora de Estudos e Projetos / This work proposes to develop a study about frame structure behaviour filled with masonry panel, for the purposes of building bracing. It aims to consider the hardening of this filling masonry in the frame which deals with the horizontal loadings analysis such as wind strength. The work starts with the historical development, depicting the fact that who started this study. Then, variables which influence the frame rigidity are shown, like: wedging, the kind of link between panel- frame, panel openings, codes and design specification. These topics describe theoretical and experimental studies that have already been carried out about the theme and the main approaches considered by the researchers. For the purpose of checking the structure stiffening increase some case study were held. The first one comprehends a simple frame, theoretical, with data and results obtained from specialized literature. The second one compares a steal frame tested on a laboratory, with a computer program modeled frame, using the same features as the real stuff. Then, the portics were analysed with different filled floors. For doing so, different available calculation methods were applied, which employ equivalent diagonal concept to consider the masonry filling contribution as a structural constituent. Bearing in mind to verify the stiffening increase when the filling masonry are considered, a real building was modeled, in this particular case Helena Building, it has 22 floors, built in São Paulo using reinforced concrete, either considering or not the filling masonry. As the research bottom line, this text allows an updating about the possibility of including the filling masonry in building projects, an evaluation of the stiffening increase that the masonry might cause, an analysis to verify the compressed diagonal model and finally it shows design criteria. / O presente trabalho propõe realizar um estudo da arte sobre o comportamento de estruturas aporticadas preenchidas com painéis de alvenaria, para fim de contraventamento de edificações. Visa considerar o enrijecimento dessa alvenaria de preenchimento no pórtico para análise de ações horizontais, como a força do vento. O trabalho inicia-se com o desenvolvimento histórico, descrevendo o fato que originou o estudo. Em seguida, apresenta variáveis que influenciam na rigidez do pórtico, como: encunhamento, tipo de ligação entre pórtico-painel, abertura em painéis, normas e considerações para projeto. Esses tópicos descrevem estudos teóricos e experimentais já realizadas sobre o tema e os enfoques mais relevantes considerados pelos pesquisadores. A fim de verificar o aumento de rigidez da estrutura foram realizados alguns estudos de caso. O primeiro trata-se de um pórtico simples, teórico, com dados e resultados obtidos na literatura especializada. A segunda análise compara-se um pórtico metálico ensaiado em laboratório, com um pórtico modelado em programa computacional, adotando as mesmas características do real. Em seguida, analisam-se teoricamente pórticos com diferentes pavimentos preenchidos. Para isso, adotaram diferentes métodos de cálculo disponíveis, que empregam o conceito de diagonal equivalente para considerar a contribuição do enchimento de alvenaria como elemento estrutural. Com propósito de comprovar o acréscimo de rigidez quando for considerada a alvenaria no preenchimento, foi modelado um edifício real, o edifício Helena, de 22 pavimentos, executado em concreto armado na cidade de São Paulo, considerando ou não a alvenaria de preenchimento. Como resultado da pesquisa, este texto permite uma atualização sobre a possibilidade de inclusão da alvenaria de enchimento no projeto de edificações, avaliar o aumento de rigidez que a alvenaria pode proporcionar, averiguar o modelo de diagonais comprimidas e, finalmente, indicar critérios para projeto.