O trabalho de mestrado propõe um método para estimar custos diretos de edificações, através da análise de fatores que comparam o edifício a ter o custo prognosticado com outro tomado como referência. Esta ferramenta é muito útil na medida em que a análise de custos durante estágios iniciais do empreendimento auxilia as empresas de Construção Civil a tomar decisões importantes, tais como a compra do terreno, o lançamento do empreendimento, a escolha da concepção arquitetônica da edificação, entre outras. O método utilizado para a elaboração desta ferramenta foi a modelagem, pois utilizou-se de análises paramétricas para descrever o funcionamento do prognóstico de custos. A simulação da ferramenta desenvolvida foi feita para o serviço de alvenaria estrutural, e envolveu levantamento bibliográfico para conhecer e quantificar os aspectos técnicos e arquitetônicos que influenciam o custo deste serviço. O método proposto, apesar de ter um desenvolvimento complexo, possui vantagens em relação a outros estudados na revisão bibliográfica, tais como: precisão, rapidez na utilização em alvenaria estrutural, entendimento de fatores influenciadores, possibilidade de atualização do método, utilização por diferentes empresas, comparação de diferentes projetos arquitetônicos. / This thesis proposes a method to forecast direct costs for multi-storey building construction. The costs are estimated by comparison to another building which costs were estimated before. The cost estimation this method provides can be very useful to improve important decisions including: land purchasing, timing to initiate marketing campaigns, and selecting architectural concepts. The approach to develop this method was modelling; parametrical analyses were used to describe the cost prognosis. The conceptual model was tested for structural masonry direct cost estimate. To do so, bibliographical survey was used in order to identify and quantify the impact of technical and architectonic parameters on the cost of this service. The proposed method, although complex, presents many advantages when compared to existing methods including: its accuracy, speed when used for structural masonry estimates, the understanding of the trigger parameters, it is easy to include new information, allows diversity of users, and its ability to compare different architectural designs.

Este trabalho trata de uma avaliação do eventual benefício econômico que a consideração do chamado efeito arco pode proporcionar aos projetos de estruturas de suporte em concreto armado para edifícios de alvenaria estrutural. Após uma revisão bibliográfica e exposição teórica dos princípios do assunto, três edifícios reais são estudados, empregando-se o Método dos Elementos Finitos. Para cada exemplo, dois modelos de cálculo distintos são desenvolvidos: o tradicional, que ignora o efeito arco, e aquele que o considera. No caso dos modelos que consideram o efeito arco, as concentrações de tensões de compressão nas paredes, nas proximidades dos apoios, são verificadas quanto à segurança estrutural. Então, as vigas de suporte são dimensionadas de acordo com os dois modelos de cálculo, e os resultados obtidos são comparados do ponto de vista dos esforços solicitantes nas vigas, deslocamentos, armaduras dimensionadas e quantidades de materiais necessários. Finalmente, para ambas as soluções, para cada um dos três edifícios, as estruturas de suporte tem seus custos de construção avaliados e comparados, de forma a se evidenciar o benefício da consideração do efeito arco. / This work deals with the assessment of the potential economic benefit that the consideration of the so-called arch effect can provide to the design of support reinforced concrete structures for structural masonry buildings. After a literature review, some theoretical fundamentals on the studied subject are presented and three real building cases are studied using the Finite Elements Method. For each building case, two different numerical models are used: the regular one, without the arch effect, and the model that takes it into account. When the arch effect is considered, the regions subjected to compressive stress concentrations are checked in order to verify the structural safety. As for the support beams, the internal forces are obtained and the beams are dimensioned considering both the described numerical models. Then the obtained results are compared, focusing on internal forces, displacements and consumption of materials. Finally, for each studied case and for both numerical models used the construction costs are evaluated and compared in order to demonstrate the benefit of the arch effect consideration.

O comportamento mecânico de vigas em alvenaria estrutural submetidas ao cisalhamento é abordado de forma aprofundada neste trabalho. São apresentados neste estudo um extensivo levantamento bibliográfico, o qual estabelece um panorama sobre o tema, um programa experimental com ensaios de caracterização do material alvenaria e de vigas em escala natural e um estudo numérico das vigas ensaiadas em laboratório. Na etapa de caracterização dos materiais o comportamento compósito da alvenaria é analisado por meio de prismas submetidos à compressão em duas direções ortogonais, normal e paralela à junta. Para o estudo das vigas são realizados trinta e sete ensaios, nos quais são avaliadas as influências da geometria, das taxas de armaduras e da relação a/d (em que a é a distância da carga aplicada até o apoio e d é a altura útil) na capacidade resistente ao cisalhamento. Posteriormente, é realizada a modelagem numérica através do software DIANA® com o propósito de complementar as análises dos ensaios. A partir dos resultados experimentais e numéricos pôde-se concluir que, com exceção das vigas com armaduras longitudinais de 10 mm de diâmetro, os demais modelos atingiram a ruína por cisalhamento, devido à ausência de estribos ou pela sua insuficiência. O aumento da taxa de armadura longitudinal de 0,45 para 1,18% resultou em um incremento de 18,4% na resistência ao cisalhamento convencional. Para as duas geometrias (vigas com duas e três fiadas) e as duas relações a/d (0,77 e 1,72), constatou-se que não há uma melhora significativa na capacidade resistente quando a taxa de armadura transversal é aumentada de 0,05 para 0,07%. Os mecanismos resistentes, como o efeito de pino, foram efetivos na resistência dos modelos. Por fim, as análises numéricas reproduziram de forma satisfatória os experimentos, tanto no que diz respeito ao comportamento pré e pós-pico quanto na previsão da força última. / This work is an in depth study about the mechanical behaviour of masonry beams subjected to shear forces. An extensive literature review, which establishes a panorama on the subject, an experimental program considering material characterization and full scale beams tests and a numerical study for the tested beams are presented. For the beams, thirty seven tests are carried out in which the influence of geometry, reinforcements ratio and a/d ratio (where a is the distance from the load to adjacent support and d is the effective depth) on the shear strength are evaluated. Computational modelling is performed using the DIANA® software in order to complement the experimental results. From the experimental and numerical results it was possible to conclude that, except for beams with 10 mm diameter steel bar, the other models failed in shear, due to the absence of stirrups or their insufficiency. An increase in longitudinal reinforcement ratio from 0,45 to 1,18% improved the theoretical shear strength in 18,4%. For the beams with two and three courses and for a/d ratios 0,77 and 1,72 it was found that there is no significant improvement on the load capacity when the transverse reinforcement ratio is increased from 0,05 to 0,07%. Shear strength mechanisms, such as the dowel action, were effective in the models load capacity. Finally, the numerical analyzes satisfactorily reproduced the experiments, regarding to the pre and post-peak behaviour and in the prediction of the ultimate load.

Elementos pré-moldados são uma opção para aumentar a racionalização no processo construtivo em alvenaria estrutural. Eles associam-se a particularidades desse processo com relação à rapidez de execução, rígido controle de qualidade, coordenação modular e alto nível organizacional da produção. Este trabalho pesquisou os pré-moldados freqüentemente utilizados em edifícios de alvenaria estrutural, tais como: blocos, escadas, contramarcos, vergas e peças de ajuste dimensional. Os pré-moldados foram analisados em seus aspectos estruturais, dimensionais e geométricos, respeitando-se as características que os tornam viáveis no aspecto construtivo, como a facilidade de produção, de manuseio e de transporte. Considerou-se, sempre, a coordenação modular e a compatibilização dimensional entre os componentes e subsistemas. Quando necessário, foram apresentados roteiro e exemplo de projeto, assim como quadros comparativos de vantagens e desvantagens / Precast concrete elements are a good option to improving the rationalization in structural masonry building process. They are related to the following features of this process: reduction of building times consumption, strict quality control, modular coordination and high level of manufacturing organization. This work deals with precast concrete elements commonly used in structural masonry buildings, such as: blocks, stairs, window’s frames, lintels and pieces for dimensional adjustment. Structural, dimensional and geometrical characteristcs of precast concrete elements are analysed, considering the viability of production, transporting and handling the pieces. Modular coordination and the dimensional compatibility are always taken in account. Guidelines, design examples and comparative tables with pros and cons are inserted when convenient

Neste trabalho, por meio de uma metodologia experimental foram analisados vários aspectos de tijolos modulares compostos por misturas binárias e ternárias de solo-cimento e solo cimento-sílica produzidos em prensa manual modelo SAHARA, com a finalidade de se obter parâmetros e diretrizes que visam um melhor desempenho do material. Realizaram-se ensaios em corpos-de-prova cilíndricos de maneira acessória no decorrer do trabalho, o que resultou no suporte para fundamentação de diversas avaliações sobre as composições de traços utilizados na fabricação dos tijolos. Foram executados painéis de parede com o objetivo de verificar o comportamento da alvenaria em relação à resistência à compressão e à deformabilidade das paredes, possibilitando correlações com os resultados dos ensaios de prismas, tijolos e argamassa de assentamento. As contribuições da pesquisa permitem relacionar a tecnologia da fabricação de tijolos de solo-cimento com o contexto de construção sustentável e o aproveitamento de resíduos industriais, além de sistematizar informações para a elaboração de um projeto tecnológico com os tijolos modulares / In this work, several aspects of modular bricks composed by binary and ternary mixtures of soil-cement and soil-cement-silica, produced by manual press model SAHARA, were analyzed by means of an experimental methodology, with the purpose of obtaining parameters and guidelines to aim a better performance of the material. During the work, tests in cylindrical samples were executed in an accessory way, what resulted in the support for theoretical basement of several evaluations about the compositions of proportions used in brick's production. Wall panels were constructed with the objective of verifying the masonry’s behavior in relation to the compressive strength and wall’s strain, promoting correlation with the test’s results in prisms, bricks and mortar. The research’s contributions allow to relate the technology of the production of soil-cement bricks with the context of sustainable construction and the use of industrial residues in the production of construction materials, besides systematizing information for the elaboration of a technological project with the modular bricks

A finalidade deste trabalho é apresentar o desenvolvimento, através da utilização da linguagem de programação AutoLISP, de programa computacional relacionado à etapa de projeto de edifícios em alvenaria. O programa, intitulado ALVPLUS, auxilia nas atividades de modulação das alvenarias, geração automática de elevações e inserção de detalhes relacionados à alvenaria estrutural como disposições construtivas, armaduras, quantitativos de materiais e legendas, dispostos em arquivos eletrônicos do seu banco de dados. Além disso, discute-se os parâmetros associados à implementação da racionalização construtiva, considerando a compatibilização entre o projeto estrutural e os demais projetos (arquitetônico, instalações, entre outros). A utilização deste programa propicia o aumento da produtividade e da padronização dos projetos de alvenarias, assim como o aumento da qualidade e entendimento desses projetos. / This work's purpose is to present the development of software related to the stage of masonry's building design, through the use of the programming language AutoLISP. The software, entitled ALVPLUS, aids in the activities of masonries' modulation, automatic generation of elevations and insertion of details related to the structural masonry as constructive dispositions, armors, materials quantification and legends, available in its database. Besides, it's discussed the parameters associated to the implementation of the constructive rationalization, considering the compatibility between the structural designs and the other projects (architectural, installations, among others). The use of this software propitiates the productivity's increase and the standardization of the masonries' projects, as well as the increase of the quality and understanding of those projects.

Este trabalho apresenta uma análise minuciosa das solicitações de cisalhamento nas paredes de edifícios em alvenaria estrutural submetidos a ações horizontais. O estudo compreende a análise do comportamento global da estrutura, empregando-se diferentes modelagens numéricas para o sistema de contraventamento do edifício. Os modelos utilizados incluem a deformabilidade por cisalhamento das paredes e os efeitos provenientes da torção do edifício. Os resultados apresentados consistem em deslocamentos horizontais, distribuição dos esforços cortantes e momentos fletores entre as paredes, e análise das tensões de cisalhamento das paredes e lintéis. Avaliam-se, também, os diagramas de esforço cortante e momento fletor das paredes mais solicitadas. / This work presents a shear stress study of the shear walls of masonry buildings under lateral loads. The study consists of building overall structural behavior, with the use of different theoretical models for the lateral-load-resisting system of the building. The models include shear deformation and torsion effects. The results comprise horizontal displacement, shear force and bending moment distribution on shear walls, enhancing the shear stress verification of greater internal-forces values in walls and lintels. Shear force and bending moment diagrams related to the walls with the greater internal forces are also shown.

Submitted by JOSIANE SANTOS DE OLIVEIRA (josianeso) on 2017-06-27T15:22:29Z No. of bitstreams: 1 Rodrigo Périco de Souza_.pdf: 5310630 bytes, checksum: 0e8d009da8a98c6dde8162f1e503ff61 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-27T15:22:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rodrigo Périco de Souza_.pdf: 5310630 bytes, checksum: 0e8d009da8a98c6dde8162f1e503ff61 (MD5) Previous issue date: 2017-03-28 / itt Performance - Instituto Tecnológico em Desempenho da Construção Civil / Construrohr / Bennter Argamassas / A alvenaria é um dos sistemas construtivos com maior uso no Brasil, dada a disponibilidade dos materiais, conhecimento da técnica e baixo custo. Devido aos programas de aceleração do crescimento no país, foram construídos diversos edifícios habitacionais com o uso deste sistema, com função estrutural. Concomitantemente com esse crescimento, se deu a entrada em vigor da norma de desempenho das edificações habitacionais, a ABNT NBR 15575:2013, que fixa requisitos e critérios mínimos a serem atendidos pela edificação, sendo um deles a segurança contra incêndio nas construções. Nesse cenário, destacam-se algumas lacunas nos estudos técnicos: o comportamento da alvenaria estrutural quando submetida a elevadas temperaturas, a influência do carregamento nas deformações do plano verificadas no sistema vertical de vedação e a influência do revestimento argamassado no comportamento dos painéis frente ao fogo. Objetivando contribuir com esse segmento, este trabalho visou o desenvolvimento de estudo para identificar quais parâmetros afetam o comportamento das alvenarias frente a altas temperaturas. Para tal, foram avaliadas alvenarias constituídas de um mesmo tipo de bloco cerâmico, variando seu revestimento interno (0, 15 e 25 mm de espessura) e externo fixo de 25 mm, em ensaios com e sem aplicação de 10 tf/m. A norma utilizada foi a ABNT NBR 5628:2001, para análise com e sem carregamento, com o emprego de forno normatizado. Destaca-se que os ensaios foram realizados em sistemas de vedação estrutural em tamanho real, de modo que se possa verificar o isolamento térmico, a estanqueidade, a passagem de gases e fumaça, bem como a estabilidade estrutural. Por meio de análise dos resultados obtidos, percebeu-se que há influência da espessura do revestimento em argamassa e do carregamento no comportamento da alvenaria. As paredes com carregamento apresentaram menores deslocamentos horizontais quando comparadas às sem carregamento. Em relação as paredes sem revestimento interno, a redução foi de 25,7%. Nas paredes com 15 mm de revestimento na face exposta, essa redução foi de 58,1% e nas paredes com 25 mm, a redução foi de 41,0%, em relação as paredes sem aplicação de carregamento. Foi percebida, na medida em que se aumentou a espessura do revestimento, um decréscimo nos deslocamentos horizontais fora do plano, passando de 40 mm para 29 mm aos 240 min. Em relação ao revestimento em argamassa, houve uma melhora considerável nas propriedades de isolamento térmico das paredes. As paredes sem carregamento e com revestimento de 25 mm na face interna, apresentaram uma redução de 43,3% na temperatura externa. As paredes com carregamento e revestimento de 25 mm, houve um decréscimo de 23,8%, inclusive modificando seu Tempo de Resistência ao Fogo (TRF). / Masonry is one the most commonly used constructive systems in Brazil, granted the availability of materials, knowledge of the technique and low cost. Due to the growth acceleration programs of the country, several residential buildings were built under this system, with structural function. Concomitant to this movement came into force the housing performance standard, ABNT NBR 15575:2013, which sets requirements and criteria for buildings, among which resides fire safety within buildings. Under this scenario, the following gaps in technical studies are highlighted, the behavior of structural masonry when submitted to high temperatures, the influence of loading on plane deformations found on wall systems, and the influence of mortar coating on the behavior of panels subject to fire. Seeking to contribute to this segment, this study aimed to identify what parameters affect the behavior of masonry concerning high temperatures. For that, masonries constituted of a same ceramic block were evaluated, their internal coating was varied (0, 15 and 25 mm of thickness) and the external was fixed with 25 mm, through tests with and without application of loading of 10 tons force per meter. The standard ABNT NBR 5628:2001 was used for this analysis, with and without loading, using a standardized oven. It should be noted that the tests were performed on real scale structural wall systems, thus allowing for the verification of thermal insulation, leak-tightness, passing of gasses and smoke, as well as structural stability. From the results, it was noticed that there is influence of the thickness of mortar coating and the loading on the behavior of the masonry. The walls with loading presented smaller deformations in comparison with those without loading. Comparing the walls without internal coating, the reduction was of 27.5%. The walls with 15mm of coating on the external wall displayed a reduction of 58.1% and the walls with 25 mm, a reduction of 41.0%. It was observed that, as the coating thickness increased, the plane deformations decreased, passing from 40 mm to 29 mm by the 240 min. Regarding mortar coating, the thermal insulation properties of the walls were improved significantly. The walls without lading and with coating of 25 mm on the internal face presented a reduction of external temperature of 43.3%. The walls with loading and coating of 25 mm indicated a decrease of 23.8%, as well as a modification of their FRS.

Atualmente, a alvenaria estrutural é utilizada em empreendimentos habitacionais de larga escala, nos quais as exigências de racionalização, controle, rapidez e custo são mais bem contemplados pelo sistema. No Brasil, existem empreendimentos de até 16 pavimentos construídos com blocos de alta resistência e alto controle tecnológico. A construção de edificações com maiores alturas exige o aumento da capacidade de absorção de esforços de compressão e tração. Para isso, são inseridas barras de aço nos vazados dos blocos e consolidadas com graute, a fim de aumentar a capacidade portante do conjunto. Entretanto, a influência da aderência graute/ bloco cerâmico no comportamento mecânico da alvenaria estrutural ainda é uma dúvida, visto que a NBR 15812 - 1 (ABNT, 2010) não especifica um valor de resistência para aderência graute/ bloco cerâmico, somente para graute/ aço. Frente a essa constatação, a presente pesquisa tem o objetivo de avaliar a influência da aderência graute/ bloco cerâmico estrutural no comportamento mecânico do conjunto, para determinar um valor de tensão de aderência que possa contribuir com a NBR 15812-1 (ABNT, 2010) Para isso, foram utilizados quatro tipos de blocos cerâmicos, com variação da geometria interna dos vazados e resistência mecânica à compressão. O graute foi padronizado em somente uma resistência, sendo essa de 30 MPa. Para desenvolvimento da pesquisa, inicialmente foi realizada a caracterização dos materiais e, posteriormente, realizados ensaios de push-out, resistência à compressão de blocos preenchidos com graute e microscopia óptica. Os resultados revelaram que a aderência graute/ bloco cerâmico estrutural é superior à resistência mecânica à tração do bloco cerâmico, e que a ruptura do conjunto ocorre primeiramente no bloco. Os resultados também constataram aumento da resistência mecânica à compressão axial nos blocos preenchidos com graute. / Currently, structural masonry is used in large-scale housing projects, in which the requirements of rationalization, control, speed and cost are better covered by the system. In Brazil there are projects of up to 16 floors built with high resistance and high technological control blocks. The construction of buildings with higher heights requires the increase of the capacity of absorption of compression and traction forces. For this, steel bars are inserted into hollow blocks which are then consolidated with grout in order to increase the load-bearing capacity of the assembly. However, the influence of ceramic block/grout adhesion in the mechanical behavior of structural masonry is still unknown since the NBR 15812-1 (ABNT, 2010) standard does not specify a resistance value for grout/ceramic block adhesion, only for grout/steel adhesion. In view of this finding, the present research has the objective of evaluating the influence of the structural ceramic block/grout adhesion on the mechanical behavior of the assembly in order to determine a value of adhesion tension that can contribute to the NBR 15812-1 (ABNT, 2010) standard For this purpose four types of ceramic blocks with a variation in the internal geometry of the hollow spaces and mechanical strength to compression were used. Grout was standardized in only one strength of 30 MPa. For development of the research, initially the characterization of the materials was performed and, subsequently, the tests of push-out and compressive strength of grout-filled blocks and light microscopy. The results showed that the grout/ceramic block adhesion is superior to the mechanical tensile strength of the ceramic block and, therefore, the rupture of the assembly will occur first in the block. The results also showed a significant increase of the mechanical resistance to axial compression in blocks filled with grout.

No Brasil há uma crescente demanda por projetos de edifícios em alvenaria estrutural, com a progressiva elevação do número de pavimentos, impondo a necessidade de aprimoramento dos modelos de cálculo. Uma questão pouco estudada é o comportamento da interseção de paredes sob carregamento vertical, fenômeno que influencia a distribuição das ações ao longo da altura do edifício. Alguns autores admitem a transferência de forças de uma parede para outra, desde que haja o intertravamento dos blocos ao longo das interfaces das paredes. Há pelo menos duas formas de considerar a interação no dimensionamento estrutural: durante a distribuição das ações verticais ou na consideração do enrijecimento da parede. Para verificar esta interação das paredes e investigar a taxa de transferência de força foram realizados ensaios em escala real no laboratório de estruturas da EESC-USP. Realizou-se a modelagem numérica via MEF dos painéis de alvenaria ensaiados, para comparação do comportamento. Estendeu-se esta modelagem a outros painéis de alvenaria, variando-se suas dimensões, para a determinação das taxas de transferência de forças entre paredes. / In Brazil there is an increasing demand for high rise structural masonry buildings design which imposes the necessity to refine design models. One of the phenomenon on which little interest has been directed is the behaviour of wall intersections under vertical load, a phenomenon that influences the distribution of forces along the height of the building. Some authors argue that there is a transfer of forces from one wall to another in as much as there exist interlocking between the blocks along the wall interface. There are at least two ways to consider the interaction of walls in the structural design: during the distribution of the vertical load or on considering the stiffening of the wall. In order to verify the interaction of wall and thus investigate the force transfer ratio, full-scale specimens were tested at the EESC-USP laboratory. The tested panels were also modelled numerically by the FEM in order to compare with results from laboratory tests. The propose numerical model was then extended to structural masonry panels of varying dimensions in order to determine the force transfer ratio between structural masonry walls.