A ação estrutural monolítica de paredes interconectadas é dependente da resistência ao cisalhamento da interface, que por sua vez, depende do tipo de ligação entre elas. Neste contexto, o presente trabalho tem por objetivo avaliar o comportamento mecânico das interfaces verticais entre paredes de alvenaria conectadas por amarração direta e por amarração indireta com grampos de barras de aço CA-50 com 10 mm de diâmetro. Para compreensão do mecanismo de funcionamento das ligações foram realizados ensaios de caracterização dos materiais, dos componentes e da alvenaria, além de ensaios de cisalhamento direto em quatro séries de seis corpos de prova de cinco fiadas, em formato H e em escala natural. Nas séries ensaiadas foi variado o tipo de ligação e o material do bloco, sendo a primeira produzida com blocos de concreto e amarração direta, a segunda com blocos cerâmicos com amarração direta, a terceira com blocos de concreto e amarração indireta e a quarta com blocos cerâmicos e amarração indireta. Todos os corpos de prova foram assentados com argamassamento lateral e argamassa de traço 1:1:6 em volume. Na análise experimental foi investigada a força de ruptura, a relação tensão-deformação específica, o tipo de ruptura e a propagação das fissuras nas paredes. Posteriormente foram realizadas modelagens computacionais no programa DIANA, que é baseado no método dos elementos finitos, para prever o comportamento estrutural dos painéis H. A partir dos resultados experimentais e numéricos pôde-se concluir que todos os modelos romperam por cisalhamento da interface, sendo que o mecanismo resistente depende primordialmente do tipo da ligação das paredes. A resistência ao cisalhamento da interface no plano vertical de ligação entre a parede central e o flange das séries de blocos de concreto foi praticamente a mesma, independente do tipo de ligação. Já as séries de blocos cerâmicos e amarração direta apresentaram resistência ao cisalhamento aproximadamente 46% maior que a obtida para amarração indireta. Para os modelos com amarração direta o mecanismo de ruptura foi o mesmo: a tração indireta dos blocos que interceptavam o plano de cisalhamento. Para os modelos com amarração indireta a ruptura foi governada por tração indireta dos blocos da interface, no caso de blocos cerâmicos, e por escoamento das barras da armadura nos modelos de blocos de concreto. A resistência ao cisalhamento vertical da interface foi avaliada em cada caso e comparada com algumas prescrições normativas, as quais, em sua maioria, se apresentaram conservadoras. Ainda, as análises numéricas realizadas mostraram que os modelos computacionais das paredes interligadas representam adequadamente o comportamento observado em laboratório e, portanto, podem ser utilizados em análises paramétricas. A força de ruptura estimada por meio dos resultados de caracterização dos componentes apresentou boa correlação com a força obtida no ensaio de painel H, apresentando-se como um procedimento simples que pode ser utilizado de forma conservadora no desenvolvimento de projetos estruturais. / The monolithic structural behaviour of interlocked walls is dependent on the shear strength of the interface, which depends on the connection type. The present research aims to evaluate the mechanical behaviour of vertical interfaces of masonry walls connected by running bond and U-Steel anchors. The characterization testing of materials, components and masonry was carried out to understand the behaviour of the connections. Four series of tests with six H-shaped specimens were performed to determine the bonding pattern effect (running bond and U-Steel anchor) on the shear strength of the web-flange connection. In the tested series some parameters of the H-shaped specimens were varied, such as the type of connection and the block material. The first series was built with concrete blocks and running bond, the second one with clay blocks and running bond, the third one with concrete blocks and U-Steel anchors and, finally, the fourth series was constructed with clay blocks and U-Steel anchors. Face shell bedding was used to build all the specimens and the volume proportion of mortar was 1:1:6. In the experimental program the failure load, the stress-strain relationship, the type of failure and the crack propagation on the walls were investigated. Computational modelling was carried out using the FEM software Diana, which has a library with constitutive models suitable for civil engineering application, to complete the study and understand the structural behaviour of the masonry panels. The shear strength of the web-flange vertical interface, considering the specimens with concrete blocks, was nearly the same, irrespective of the connection type. Regarding the clay block series, running bond specimens were 46% stronger than the U-Steel anchor ones. Considering the running bond specimens, the failure mechanism was the same: tensile splitting of the blocks that cross the shear plane. For the U-Steel anchor models, failure was governed by tensile splitting of the blocks located in the interface plane, in the case of clay blocks, and yielding of the U- Steel anchors for concrete block specimens. The vertical shear strength of the interface was assessed in each case and compared with some normative prescriptions. In most cases the codes were conservative. Furthermore, the numerical analysis showed that the computer models of the interlocked walls represented adequately the behaviour of the physical models, and thus can be used in parametric analysis. The failure loads estimated by the results of the characterization tests of the components showed good correlation with those obtained in the tests. Based on the results, this procedure can be used conservatively in practical structural designs.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:teses.usp.br:tde-30072014-085747 |
| Date | 26 June 2014 |
| Creators | Luciane Marcela Filizola de Oliveira |
| Contributors | Márcio Roberto Silva Corrêa, José Samuel Giongo, Vladimir Guilherme Haach, Guilherme Aris Parsekian, Emil de Souza Sánchez Filho |
| Publisher | Universidade de São Paulo, Engenharia Civil (Engenharia de Estruturas), USP, BR |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP, instname:Universidade de São Paulo, instacron:USP |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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