Sistemas Administrativos
Escola de Engenharia de São Carlos
SET Análise numérica e experimental do comportamento d...
Documento Doutorado
Área Estruturas de Concreto e Alvenaria
Data da defesa 11/06/2008
Autor FREITAS, Alexandre Alves de
Orientador RAMALHO, Marcio Antonio
Português
Título Análise numérica e experimental do comportamento de prismas e miniparedes submetidos à compressão
Resumo
Este trabalho apresenta uma comparação entre análises experimental e numérica de elementos de alvenaria estrutural, prismas e miniparedes, quando submetidos à compressão axial. São considerados blocos de concreto, cerâmicos e sílico-calcários, além de dois tipos de argamassa. O objetivo principal do estudo é prever o comportamento dos elementos, tanto a força de pico (máxima) quanto seu deslocamento, baseado exclusivamente no comportamento dos componentes, blocos e argamassa. Para tanto, é utilizado um modelo numérico de dano não-local especialmente desenvolvido para materiais frágeis. Os ensaios de compressão axial em componentes são realizados com um rigoroso controle de deslocamentos de forma a se obter a curva completa força - deslocamento desde o estágio inicial do carregamento até a completa ruptura do espécime. Com base nesses resultados são definidos todos os parâmetros necessários ao funcionamento do modelo de dano considerado. Posteriormente, esses parâmetros são utilizados nos modelos numéricos dos prismas e das miniparedes, de forma a se obter curvas teóricas força - deslocamento que são comparadas com as respectivas curvas experimentais em cada caso específico. Dessa forma, se procura validar o procedimento numérico utilizado, mostrando-se que as previsões de forças de pico e respectivos deslocamentos são suficientemente boas para que possam ser utilizados na definição tanto da resistência quanto dos parâmetros elásticos do material alvenaria.
Palavras-chave Alvenaria estrutural. Compressão axial. Dano não-local. Elementos finitos

English
Title Numerical and experimental analysis of the behavior of prisms and mini-walls under compression
Abstract
This work presents a comparison between experimental and numerical analysis of structural masonry elements, prisms and mini-walls, subjected to axial compression loading. Concrete, ceramic and calcium silicate blocks and two types of mortar are considered. The main goal of the study is to predict the behavior of the elements, both the peak force (maximum) and its displacement, based exclusively on the behavior of the components, blocks and mortar. Therefore, a numerical non-local damage model especially developed for brittle materials is used. First, axial compression tests in components are carried out with a rigorous displacements control in order to obtain the complete force - displacement curve from the elastic-linear stage up to the complete failure of the specimen. Based on the obtained results all necessary parameters to the damage model are assessed. Then, numerical models of prisms and mini-walls are built in order to obtain theoretical force - displacement diagrams which are compared with the experimental ones for each specific case. This way it is possible to validate the numerical procedure used, showing that the predictions of failure forces and respective displacements are good enough so that they can be used to predict both the strength and the elastic parameters of the masonry.
Keywords Axial compression. Finite elements. Non-local damage. Structural masonry