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 2015-03-26T13:28:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2387307 bytes, checksum: f11d179178c73973dbcc9eaba047425e (MD5) Previous issue date: 2011-07-04 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This work presents an evaluation of the structural behavior of steel plane frames infilled with structural masonry of blocks of autoclaved aerated concrete, regarding the contribution of the masonry to the structure global stiffening, through the strut-and-tie model. Case studies were evaluated taking into account three steel plane frames and, subsequently, the model was applied to the project of steel buildings with four, six, and eight stories. First and second-order numerical analyses (nonlinear geometrical analysis) were performed to braced steel frames with bracing elements formed for bars of steel and masonry panels. The masonry panels were considered across strut-and-tie model. It is presented comparisons of the lateral displacements and the solicitant forces in the bars of strut-and-tie model to first and second-order analyses. The solicitant forces on the strut and tie were also compared to the structural resistance on these bars aiming to achieve the structural dimension of the masonry panel. Through the results obtained it is concluded that it is possible to substitute the bracing metal bars for the masonry panels until determined numbers of stories. This numbers depends on factors such as the stiffness of the frame and masonry panels, and the intensity applied. / Neste trabalho apresenta-se uma avaliação do comportamento estrutural de pórticos planos de aço preenchidos com alvenaria estrutural de blocos de concreto celular autoclavado, considerando a contribuição da alvenaria na rigidez global da estrutura, por meio de um modelo de bielas e tirantes. Para realização dos estudos de caso, foram avaliados três pórticos planos de aço e, posteriormente, o modelo foi aplicado ao projeto de edifícios de aço com quatro, seis e oito pavimentos. Foram realizadas análises numéricas de primeira e segunda ordem (análise não-linear geométrica) de pórticos de aço contraventados com elementos de contraventamentos formados por barras de aço e por painéis de alvenaria. Os painéis de alvenaria foram considerados por meio do modelo de bielas e tirantes. São apresentadas comparações dos deslocamentos laterais e dos esforços solicitantes nas barras do modelo de bielas e tirantes para as análises de primeira e de segunda ordem. Os esforços solicitantes nas bielas e nos tirantes também foram comparados com os esforços resistentes nessas barras, com vistas a efetuar o dimensionamento estrutural do painel de alvenaria. Os resultados obtidos permitem concluir que é possível substituir as barras de contraventamento metálico por painéis de alvenaria até um determinado número de pavimentos. Este número depende de fatores como a rigidez dos pórticos e dos painéis de alvenaria e a intensidade das ações aplicadas.