| Documento | Mestrado |
| Área | Estruturas de Concreto e Alvenaria |
| Data da defesa | 05/08/2025 |
| Autor | MOURA, Júlia Maria de França |
| Orientador | CARRAZEDO, Ricardo |
| Português | |
| Título | Detecção de danos com base na resposta dinâmica em painéis de alvenaria não armada em escala reduzida. |
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Resumo
O comportamento dinâmico das estruturas tem se tornado cada vez mais relevante na
avaliação do desempenho estrutural, especialmente diante de eventos extremos como
terremotos e explosões. Nesse contexto, métodos baseados em vibração têm se consolidado
como ferramentas eficazes para avaliações não destrutivas, especialmente quando aplicados
ao monitoramento da integridade estrutural (em inglês, SHM). Parâmetros modais — como
frequências naturais, formas modais e coeficientes de amortecimento — são sensíveis a
variações na rigidez e têm se mostrado úteis na identificação de danos e no acompanhamento
da degradação ao longo do tempo. Paredes de alvenaria não armada são particularmente
vulneráveis a fissuração por esforços cortantes, o que pode afetar substancialmente sua
resposta dinâmica. Apesar de sua ampla utilização, o comportamento dinâmico desses
painéis de alvenaria sob danos progressivos ainda é pouco explorado, especialmente no que
diz respeito à influência de variáveis construtivas e à degradação no plano. Este estudo
investiga a resposta dinâmica de modelos em escala de paredes de alvenaria estrutural
não armada submetidos a carregamentos cíclicos no plano. Ensaios experimentais foram
realizados em painéis construídos com diferentes materiais e geometrias, e seus parâmetros
modais foram registrados antes e após os danos por meio de testes de vibração ambiente.
Os resultados são complementados por modelagem numérica, empregada para validar a
identificação dos modos e orientar o posicionamento dos sensores. A progressão dos danos
é analisada a partir das variações nos parâmetros modais e avaliada por meio de técnicas
de identificação baseadas em propriedades dinâmicas. Os resultados confirmam a redução
progressiva das frequências naturais com o aumento dos danos e demonstram a eficácia
dos parâmetros modais, juntamente com os coeficientes MAC e COMAC, na detecção de
danos. De forma geral, a metodologia adotada evidencia o potencial das técnicas baseadas
em vibração como ferramentas práticas para o monitoramento de estruturas de alvenaria.
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| Palavras-chave | Paredes de alvenaria não armada. Identificação de Danos. Análise dinâmica experimental. Ensaios não destrutivos. Caracterização dinâmica. Modelos reduzidos. |
| English | |
| Title | Dynamic-based damage detection in scaled unreinforced masonry panels. |
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Abstract
The dynamic behavior of structures has become increasingly relevant in the assessment
of structural performance, particularly in light of extreme events such as earthquakes
and blasts. In this context, vibration-based methods have emerged as effective tools for
non-destructive evaluation, especially when applied to structural health monitoring (SHM).
Modal parameters—such as natural frequencies, mode shapes, and damping ratios—are
sensitive to changes in stiffness and have proven useful in identifying damage and monitoring
degradation over time. Unreinforced masonry (URM) walls, are especially vulnerable to
shear-induced cracking, which can substantially affect their dynamic response. Despite
their prevalence, the dynamic behavior of URM infill walls under progressive damage
remains underexplored, particularly with regard to the influence of construction variables
and in-plane degradation. This study investigates the dynamic response of scaled loadbearing unreinforced masonry wall models under cyclic in-plane loading. Experimental tests
were conducted on panels built with different materials and geometries, and their modal
parameters were recorded before and after damage using ambient vibration testing. The
results are complemented by numerical modeling to validate mode identification and guide
sensor placement. Damage progression is analyzed through variations in modal properties
and assessed using dynamic-based identification techniques. The findings confirm the
progressive reduction of natural frequencies with increasing damage and demonstrate the
effectiveness of dynamic parameters, along with MAC and COMAC coefficients, for damage
detection. Overall, the adopted methodology highlights the potential of vibration-based
techniques as practical tools for the monitoring of masonry structures.
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| Keywords | Unreinforced masonry walls. Damage identification. Experimental Modal Analysis. Nondestructive tests. Dynamic characterization. Small-scale models. |