Submitted by Regina Correa (rehecorrea@gmail.com) on 2016-09-09T19:49:38Z No. of bitstreams: 1 DissRDP.pdf: 6790691 bytes, checksum: b888125fd30db642f17445cce46fe74c (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-09-13T14:55:38Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissRDP.pdf: 6790691 bytes, checksum: b888125fd30db642f17445cce46fe74c (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-09-13T14:56:11Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissRDP.pdf: 6790691 bytes, checksum: b888125fd30db642f17445cce46fe74c (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-13T14:56:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissRDP.pdf: 6790691 bytes, checksum: b888125fd30db642f17445cce46fe74c (MD5) Previous issue date: 2015-02-24 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / This study intends to analyze, in the construction system that is in ascendancy - the structural masonry, an element that demands a special attention comparing to other elements: the reinforced concrete masonry beam. The beams carry vertical loads, with flexure and shear forces. In the theoretical part, the literature review included national and international papers and codes. The assessed codes were the national (NBR15961-1/2011 and NBR 6118/2014) and international (ACI530-13, AS3700/2001, S304/2014 and Eurocode 6.1/2001). The experimental study includes testing of ten (10) concrete block masonry beams, designed to fail due to shear forces. As a conclusion, it can be pointed that concrete masonry beams failure in a similar behavior to concrete beams, except for some particularities such as prior joint cracking. Furthermore, the specification at Brazilian and European standards led to considerably higher results than the experimental results while the specifications at ACI530-13, AS3700/2001, S304/2014 and NBR6118/2014 yielded reasonable predicted values when compared to experimental results. / O presente trabalho busca analisar, dentro de um dos sistemas construtivos que está em ascendência, que é a alvenaria estrutural, um dos elementos estruturais que necessita de uma atenção maior quando comparado com os demais: a viga de alvenaria armada com blocos de concreto. Vigas apresentam carregamento vertical e são submetidas a flexão e cisalhamento, sendo esse último esforço o tema desta pesquisa. Na parte teórica, foram considerados trabalhos anteriores, tanto nacionais quanto internacionais, e as prescrições das normas brasileiras NBR15961-1/2011 e NBR 6118/2014, além das norte-americanas ACI530/2013 e ACI530/2013, a australiana AS3700/2001, a canadense S304.1/2014 e a europeia EuroCode 6.1/2001. Com intuito analisar e validar as especificações da literatura, foi realizado programa experimental de análise de dez vigas de alvenaria com blocos de concreto submetidas principalmente ao esforço cortante. Como conclusão, verificou-se semelhanças no comportamento último das vigas de alvenaria armada com a teoria proveniente das vigas de concreto armado, com algumas particularidades de fissuração na região das juntas de argamassa. Além disso, as especificações estabelecidas pelas normas brasileira e européia levaram a resultados consideravelmente maiores do que os resultados experimentais, enquanto que as presentes nas normas ACI530/2013, AS3700/2001, S304.1/2014 e NBR6118/2014 levam a resultados próximos aos obtidos experimentalmente.

Emendas por traspasse são criadas pela justaposição de barras de aço em um determinado comprimento, assegurando que elas se manterão em posição. Assim como em outros sistemas estruturais, a alvenaria estrutural de blocos de concreto utiliza barras de aço como reforço dos elementos quanto à resistência à tração, mais proeminentes em edifícios altos devido à ação dos ventos. As armaduras são projetadas para serem alocados no interior dos blocos, e a prática construtiva no Brasil é posicionar as armaduras de aço antes dos blocos serem assentados. Devido à essa prática, as paredes precisam ser construídas em pelo menos duas etapas, para considerar a altura limite imposta pela armadura posicionada ao operário na elevação dos blocos. Para aumentar a eficiência na elevação das paredes de alvenaria, hélices circulares são propostas como componentes de confinamento do graute que envolve a emenda, permitindo a elevação da parede em etapa única. A armadura é colocada dentro da seção transversal da espiral após a parede de alvenaria ser completamente elevada. O objetivo desta investigação é avaliar a eficiência da emenda por traspasse, com hélice circular atuando como componente do confinamento do graute que envolve a emenda. Quatro configurações de emenda distintas foram ensaiadas: a primeira, referência, foi justaposta e amarrada com arame; a segunda foi espaçada, porém sem a presença de um componente de confinamento; a terceira foi espaçada e continha uma hélice circular com passo de 3,5 cm; e a quarta foi espaçada e continha uma hélice circular com passo de 8,0 cm. Os ensaios permitiram concluir que a hélice de traspasse é um componente eficiente no confinamento das emendas por traspasse em alvenaria estrutural de blocos de concreto. Análises estatísticas dos resultados demonstram que emendas por a emenda com hélice circular de 3,5 cm não só é equivalente à emenda por referência do ponto de vista da resistência à tração, como também contribui para a redução de fissuras. / Lap slices are created by the overlapping of reinforcement bars over a specified length and reassuring that they stay in place. As with other structural systems, concrete block masonry uses reinforcing steel to carry the tensile loads which are more prominent on tall buildings due to the effect of wind. Reinforcing bars are designed to be placed inside block cells. The construction practice in Brazil is to place the reinforcing steel before the block units are laid. With this practice, walls need to be built in at least two lifts to account for the height limits imposed by the mason having to lift each block over the reinforcing bars. To increase the efficiency of wall construction, spirals are proposed as confinement components of the grout surrounding the lap splices, allowing a single-lift wall construction. The vertical reinforcement is then placed inside the cross-section of the spiral after the laying of blocks is complete. The objective of this investigation is to evaluate the efficiency of lap splices with spirals as confinement components of grout. Four types of single-bar splice specimens were prepared during the test program consisting of: first, contact lap splices tied by steel lock wires; second, non-contact lap splices without any confinement components; third, non-contact lap splices with the surrounding grout confined by spirals with 35 mm pitch; fourth, non-contact lap splices with the surrounding grout confined by spirals with 80 mm pitch. The results of the experimental program show that spirals are efficient confinement components of non-contact lap splices in concrete block masonry. Statistical analysis of results demonstrate that non-contact lap splices confined by spirals with 35 mm pitch are not only equivalent with contact lap splices regarding their ultimate tensile resistance, but also contribute to the reduction of cracks.

Em projetos de alvenaria estrutural é indispensável à verificação de elementos submetidos à flexão simples, como vigas, vergas, reservatórios e muros de arrimos. Neste trabalho foram analisados oito grupos de vigas, compostos por três exemplares cada um, diferenciando seu comprimento, altura, tipo da unidade (blocos de concreto e blocos cerâmicos) e taxa de armadura. Os traços de graute e argamassa foram mantidos. As vigas e as armaduras longitudinais foram instrumentadas para obtenção dos deslocamentos e deformações. A finalidade do trabalho foi realizar uma comparação dos resultados obtidos através de ensaios experimentais com os dimensionamentos propostos pelas normas ABNT NBR 15812-1:2010 e NBR 15961-1:2011. Foi possível observar que o dimensionamento proposto pelas normas é conservador, pois limita o comportamento à flexão das vigas em cargas baixas quando comparados com experimentais. Já com a retirada dos coeficientes de segurança pode ocorrer, em alguns casos, que a carga teórica prevista seja maior que a dos resultados experimentais. A formulação adaptada da NBR 6118:2007 para obter valores de deslocamentos apresentou uma boa correlação para as vigas de uma fiada. Já para as vigas de duas fiadas observou-se uma pior correlação entre valores teóricos e experimentais, sendo os deslocamentos teóricos menores que os valores medidos experimentalmente. / In structural masonry projects is essential to verify elements subjected to simple bending, such as beams, lintels, water tanks and retaining walls. In this study, an experimental parametric analysis was conducted. Eight groups of beams composed by three specimens were tested and the parameters varied were: length, height, unit type (concrete blocks and ceramic blocks) and reinforcement ratio. The proportion of grout and the mortar were fixed. The beams and longitudinal bars were instrumented to obtain the displacements and strains. The purpose of this study was to compare the results obtained through experimental analysis with the proposed methods presented on ABNT NBR 15812-1:2010 and NBR 15961-1:2011. In the comparison was observed that the proposed design method is conservative, due to the limit load obtained by the code prescriptions was lower than the experimental results. In some cases, the theoretical load results were greater than experimental results when the safety factors were removed. The adapted formulation of the NBR 6118:2007, to obtain displacement values, showed a good correlation to the beams of one row. Regarding to beams with two rows, the correlation between experimental and theoretical values was not suitable, the theoretical displacements presented smaller than the values measured in the tests.

Este trabalho apresenta modelos numéricos em elementos finitos, elaborados com o auxílio do programa ANSYS 5.5, de paredes de alvenaria estrutural apoiadas em vigas de concreto armado. São estudados diversos modelos possíveis de serem utilizados, inclusive com a consideração das não-linearidades de contato, ou seja, a separação e o deslizamento que tendem a ocorrer na interface parede-viga por ocasião do efeito arco. Para tanto, são introduzidos elementos de contato nesta interface. Os resultados obtidos são comparados entre si e também com resultados experimentais encontrados na literatura, de modo a se avaliar as características positivas e negativas de cada procedimento. / This work describes numerical procedures using ANSYS 5.5 program for modeling masonry walls supported by reinforced concrete beams. Several available procedures for this case are studied, including or not, non-linear effects that can occur at the boundary surface between the masonry wall and the concrete beam, because of the arch effect. So, obtained results for these numerical models are compared among themselves and with experimental results found in papers, in order to obtain some information about their acuity.

Este trabalho trata de fissura, uma das principais patologias que podem ocorrer em edifícios residenciais em alvenaria estrutural, visando identificar os locais onde elas aparecem com mais frequência, para assim procurar formas de evitá-las. Inicialmente foram realizadas visitas a vários edifícios em alvenaria estrutural de forma a levantar as principais fissuras encontradas nesse tipo de estrutura. Identificou-se que as fissuras são mais frequentes nos contornos de aberturas, diante disse foi realizado um estudo teórico, com a utilização de um programa computacional, para se determinar algumas das principais causas prováveis dessas patologias através de modelos numéricos adequados. Finalmente, foram analisadas algumas das soluções para as patologias encontradas, tentando sugerir as melhores soluções para cada caso. / This paper deals with fissure, one of major diseases that can occur in a structural masonry residential buildings, in order to identify the locals they usually occur, to seek ways to avoid them. Initially were realized visits a several structural masonry buildings to analise the principals fissures in this type of structure. Was identified that the fissures are more frequently in the contours of openings, given this, was realized a theoretical study using a finite element computer program to identify some of the main possible causes of these pathologies through adequate numerical models. Finally, some possible solutions for the conditions found were analyzed, trying to suggest the best solutions for each case.

O presente trabalho é um estudo teórico e principalmente experimental sobre paredes de alvenaria de blocos cerâmicos. Inicialmente, estão apresentados alguns fatores que contribuem na resistência à compressão da alvenaria, mecanismos de ruína e prescrições para dimensionamento à compressão segundo algumas normas mais utilizadas. Em seguida, é apresentada uma compilação de vários resultados de ensaios à compressão de paredes de alvenaria estrutural de blocos cerâmicos realizados em diversos centros de pesquisa no Brasil. Depois, são apresentados procedimentos e resultados de diversos ensaios com unidades, prismas e paredes de alvenaria estrutural de blocos cerâmicos, com e sem graute. Todos esses ensaios foram realizados especialmente durante este trabalho de pesquisa com o intuito de confirmar e ampliar os conhecimentos adquiridos com a compilação de resultados anteriormente mencionada. Por fim, foram modeladas, numericamente, paredes com e sem graute visando, principalmente, obter-se informações sobre as melhores opções para a discretização de estruturas desse tipo. / This work deals with a theoretical and experimental study about clay masonry walls under compression. First, main factors that may cause influence on compressive capacity of walls, failure mechanisms and main codes used in Brazil are presented in order to discuss theoretical aspects of the phenomenon. After that, several experimental results obtained from many different researchers in Brazil, including results obtained for grouted walls by this work, are shown. These results are presented in order to obtain an overview about compressive strength of clay masonry walls with and without grout. So, important relationships among units, prisms and walls are established. Finally, the work presents some numerical models for walls with and without grout.

O presente trabalho apresenta os resultados obtidos na pesquisa sobre o uso de revestimentos resistentes de argamassas de cimento e areia na reabilitação de paredes de alvenaria, quando solicitadas à compressão axial, compressão diagonal e flexão de painéis. Os ensaios foram baseados nas normas NBR 8949, ASTM 519 e NBR 14322 respectivamente. O objetivo dos ensaios realizados foi observar o comportamento estrutural de paredes de blocos de concreto revestidas com diversos tipos de argamassa de cimento e areia, os quais resultaram de combinações de argamassa de resistência baixa ou mais elevada, telas de aço soldadas, fibras de aço, fibras de polipropileno e conectores de cisalhamento. Os modelos dos ensaios de compressão axial tinham dimensões de 39 x 81 cm e foram confeccionados em gabaritos de aço para uma maior precisão durante o assentamento. Para os ensaios de compressão diagonal foram idealizados gabaritos de madeira para confecção e transporte dos modelos cujas dimensões eram de 80 x 80 cm. Nos ensaios de flexão as paredes (80 x 1,60) foram ensaiadas com a face maior na posição horizontal com duas situações de carregamento. Depois de terminados estes ensaios e analisados os resultados foi realizada também uma série de ensaios sobre painéis de alvenaria, submetidos a forças distribuídas numa região pequena do topo da parede e ensaiados em três situações diferentes: paredes íntegras, reabilitadas e reforçadas. A decisão de ensaiar painéis com aberturas se deu pela intenção de criar situações de desvio de tensões no plano da parede, provocando esforços de compressão, tração e cisalhamento. Todos os ensaios foram realizados com uso de equipamento hidráulico servo-controlado INSTRON, controlando-se a velocidade de deslocamento, o que permitiu observar o comportamento das paredes após à sua resistência de pico. Pode-se dizer que a técnica em estudo apresenta diversos aspectos interessantes, que podem ser explorados tanto na reabilitação (reforço ou reparo) de estruturas de alvenaria, como na execução de estruturas novas com exigências especiais de desempenho. / This paper reports on the results of a study about the use of resistant overlays of cement and sands mortars in the rehabilitation of masonry walls subjected to axial and diagonal compression and flexure. The tests were carried out according to the NBR8949, ASTM 519 and NBR 14322 codes. The purpose of the tests was to observe the structural behavior of concrete block walls covered with several combinations of materials: plain mortar with two different strengths, welded steel mesh, steel fibers, polypropylene fibers and shear connectors. The dimensions of the specimens subjected to axial compression tests were 390 x 810 mm. They were built inside steel templates for a better precision during their construction. Wooden templates were set up for the diagonal compression tests to build and transport the 800 x 800 mm specimens. In the flexure tests, the walls (800 x 1600 mm) were tested with the larger side in the horizontal position, using two loading situations. After the conclusion of these tests and an analysis of the results, a series of tests was carried out on masonry panels subjected to loads distributed over a small area at the top of the wall. Three different situations were tested, i.e., undamaged walls, rehabilitated walls and reinforced walls. The decision to test panels with openings was based on the idea of creating situations to deviate the stresses in the plane of the wall, thereby inducing compression, tension and shear. All the tests were performed using an universal servo-controlled INSTRON machine to control the displacement speed, allowing the observation of the behavior of the walls after their peak resistance. Based on this study, it can be stated that this technique offers several interesting aspects that may be applied both in the rehabilitation (strengthening or repair) of masonry structures and in the construction of new structures with special performance requirements.

Submitted by Pedro Henrique Martinez null (eng.pedrohmartinez@gmail.com) on 2017-03-07T02:55:03Z No. of bitstreams: 1 Final - Pedro Henrique Martinez.pdf: 4810214 bytes, checksum: b629e16f4862168c684b9da7f81869a3 (MD5) / Approved for entry into archive by Juliano Benedito Ferreira (julianoferreira@reitoria.unesp.br) on 2017-03-10T17:17:24Z (GMT) No. of bitstreams: 1 martinez_ph_me_ilha.pdf: 4810214 bytes, checksum: b629e16f4862168c684b9da7f81869a3 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-10T17:17:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 martinez_ph_me_ilha.pdf: 4810214 bytes, checksum: b629e16f4862168c684b9da7f81869a3 (MD5) Previous issue date: 2017-01-20 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / A alvenaria estrutural é um sistema construtivo que consegue agregar rapidez na execução e economia na obra, por isso está ganhando cada vez mais mercado no Brasil. O componente mais comum utilizado para a construção de edificações em alvenaria estrutural ainda é o bloco de concreto, porém há uma forte tendência na execução de edificações com blocos cerâmicos. A preocupação com os limites de deslocamentos para as estruturas que servem de apoio para a alvenaria eram, a algumas décadas, principalmente em relação aos elementos de fundação, porém, atualmente a importância desse tema aumentou devido ao modelo construtivo atual. As edificações que utilizam esse sistema construtivo estão se tornando cada vez mais arrojadas pela utilização de vãos maiores entre os cômodos e por estruturas de transição entre pavimento térreo e o pavimento tipo. Por essas razões o presente trabalho desenvolveu um programa experimental de ensaios para paredes de alvenaria estrutural utilizando blocos cerâmicos de diferentes geometrias para avaliar a ductibilidade das paredes sujeitas ao deslocamento do elemento de apoio. Foram ensaiadas três paredes para cada geometria de bloco, totalizando quinze paredes. Os resultados obtidos nesses ensaios foram referentes ao aparecimento de fissuras devido à flecha e à carga aplicada em cada parede. O trabalho possibilitou comparar os resultados experimentais com os limites utilizados na norma para os deslocamentos de base das paredes, sendo possível verificar o Estado Limite de Serviço (ELS) nessas condições. Os blocos que apresentaram melhor desempenho em relação ao critério dos deslocamentos limites proposto pela norma NBR 15812-1 em seu item 10.2 foram os cuja relação entre altura e comprimento igual a 0,65. / The structural masonry is a constructive system that can add speed in the execution and economy in the work, reason why it is gaining more and more market in Brazil. The most common component used for the construction of buildings in structural masonry is still the concrete block, however there is a strong tendency in the execution of buildings with ceramic blocks. The concern with the limits of displacements for the structures that serve as support for the masonry were, in a few decades, mainly in relation to the elements of foundation, but nowadays the importance of this theme has increased due to the current constructive model. The constructions that use this constructive system are becoming more and more daring by the use of larger spans between the rooms and by transition structures between ground floor and the type pavement. For these reasons the present work developed an experimental program of tests for walls of structural masonry using ceramic blocks of different geometries to evaluate the ductility of the walls subject to the displacement of the support element. Three walls were tested for each block geometry, totaling fifteen walls. The results obtained in these tests were related to the appearance of cracks due to the arrow and the applied load in each wall. The work allowed to compare the experimental results with the limits used in the norm for the base displacements of the walls, being possible to verify the State Service Limit under these conditions. The blocks that presented the best performance in relation to the limit displacement criterion proposed by norm NBR 15812-1 in item 10.2 were those whose relationship between height and length equal to 0.65.

O presente trabalho é um estudo teórico e principalmente experimental sobre paredes de alvenaria de blocos cerâmicos. Inicialmente, estão apresentados alguns fatores que contribuem na resistência à compressão da alvenaria, mecanismos de ruína e prescrições para dimensionamento à compressão segundo algumas normas mais utilizadas. Em seguida, é apresentada uma compilação de vários resultados de ensaios à compressão de paredes de alvenaria estrutural de blocos cerâmicos realizados em diversos centros de pesquisa no Brasil. Depois, são apresentados procedimentos e resultados de diversos ensaios com unidades, prismas e paredes de alvenaria estrutural de blocos cerâmicos, com e sem graute. Todos esses ensaios foram realizados especialmente durante este trabalho de pesquisa com o intuito de confirmar e ampliar os conhecimentos adquiridos com a compilação de resultados anteriormente mencionada. Por fim, foram modeladas, numericamente, paredes com e sem graute visando, principalmente, obter-se informações sobre as melhores opções para a discretização de estruturas desse tipo. / This work deals with a theoretical and experimental study about clay masonry walls under compression. First, main factors that may cause influence on compressive capacity of walls, failure mechanisms and main codes used in Brazil are presented in order to discuss theoretical aspects of the phenomenon. After that, several experimental results obtained from many different researchers in Brazil, including results obtained for grouted walls by this work, are shown. These results are presented in order to obtain an overview about compressive strength of clay masonry walls with and without grout. So, important relationships among units, prisms and walls are established. Finally, the work presents some numerical models for walls with and without grout.

Tese de mestrado integrado. Engenharia Civil (Especialização em Construções). Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2009