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Pesquisa sem auxílio de agências de fomento A contribuição das paredes de alvenaria para o aumento da rigidez de pórticos preenchidos submetidos a ações horizontais tem sido verificada ao longo das últimas décadas por diversos autores ao redor do mundo. Entretanto, apesar de conhecidos os benefícios da associação de pórticos com alvenarias, esse sistema estrutural ainda é pouco utilizado de forma prática, devido à complexidade do comportamento de pórticos preenchidos e a falta de modelos analíticos que forneçam resultados precisos e sejam de fácil aplicação. Nesse contexto, o presente trabalho possui como objetivo contribuir para o desenvolvimento de análises numéricas de edifícios com alvenarias participantes, apresentando a influência da consideração da alvenaria como material de comportamento ortotrópico e propondo um procedimento para a elaboração de modelos com múltiplas diagonais equivalentes para a consideração das alvenarias participantes. Foram simulados diversos pórticos de concreto armado preenchidos com alvenarias participantes, submetidos a ações horizontais, modelados com o emprego do Método dos Elementos Finitos (MEF) e com Modelos de Diagonal Equivalente (MDE). Com relação à ortotropia, verificou-se que a consideração da alvenaria como material de comportamento ortotrópico pode impactar de maneira significativa nos resultados dos modelos numéricos. Já a respeito dos modelos de múltiplas diagonais desenvolvidos neste trabalho, esses consistem em modelos com duas e três diagonais equivalentes, em que as excentricidades das diagonais são calculadas em função da largura da diagonal equivalente do MDE clássico. Foram investigadas a influência da consideração das expressões de Mainstone (1974), Durrani e Luo (1994) e do procedimento da ABNT NBR 16868-1 (2020) para o cálculo da largura equivalente, e também a influência da rigidez das alvenarias na qualidade dos resultados fornecidos pelos modelos desenvolvidos, comparando com resultados de referência obtidos com o MEF. Concluiu-se que, para os pórticos preenchidos analisados, os modelos com múltiplas diagonais forneceram resultados mais satisfatórios que o modelo clássico na obtenção de deslocamentos horizontais e esforços dos elementos do pórtico. Notou-se também que a rigidez da alvenaria participante influenciou nos resultados, visto que os modelos desenvolvidos forneceram valores mais próximos aos de referência para alvenarias com menor rigidez. The contribution of masonry walls to increase the stiffness of infilled frames under lateral loading has been verified over the last decades by several authors around the world. However, despite the known benefits of the interaction between the infill masonry and the surrounding frame, this structural system is still barely applied in a practical way, due to the complexity of the behavior of infilled frames and the lack of analytical models that possess the necessary simplicity and the required accuracy to be used in everyday engineering practice. In this context, the present work aims to contribute to the development of numerical analysis of buildings with participating masonry, presenting the influence of considering masonry as a material with orthotropic behavior and proposing a procedure for the elaboration of equivalent multi-strut models for the consideration of participating masonry. Several reinforced concrete frames infilled with participating masonry were simulated, under lateral loads, modeled using the Finite Element Method (FEM) and Equivalent Strut Models (ESM). In relation to masonry orthotropy, it was found that the consideration of masonry as a material with orthotropic behavior can significantly impact the results of numerical models. Regarding the multi-strut models developed in this work, these consist in models with two and three equivalent struts, in which the eccentricities of the struts are calculated from the equivalent strut width of the classic single-strut model. The influence of the consideration of Mainstone (1974) and Durrani and Luo (1994) expressions and the procedure of the brazilian code ABNT NBR 16868-1 (2020) for the calculation of the equivalent width were investigated, as well as the influence of the stiffness of the masonry on the quality of the results provided by the developed models, comparing with reference results obtained with the FEM. It was concluded that, for the infilled frames analyzed, the multi-strut models provided more satisfactory results than the classic single-strut model for the obtainment of lateral displacements and internal forces in the frame elements. Also notable that the stiffness of the participating masonry influenced the results, since the developed models provided closer values to the reference for masonry with lower stiffness. Dissertação (Mestrado)

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES In framed systems, the masonry has the main role of sealing, however there is the knowledge of its contribution to the lateral stiffness and stresses distribution between the structural elements. Despite this understanding, it is not usual, the structural design taking into account the walls as part of bracing system of building. There are international standards that consider the walls influence in resistance gain and stiffness to horizontal loads, but normally they are applicable to frames with one story and one span. The approach for national standard to a frame-masonry system is recent, there are yet some doubts by designs to its implementation. The simplest model able to account the masonry as integral part of structure in framed systems is through the wall simulation as single diagonal strut, known as Equivalent Strut Model. This method usually has good results for global analysis of structure, however for the assessment of local effects, it is deficient. In this case, models with multi-struts or analyses through finite elements are more suitable. The behavior of reinforced concrete frames infilled with masonry was assessed which they were subjected to horizontal loads. The results were sought that could serve as parameters to be used by designers for structural design aid. For this purpose, it was evaluated the shearing forces and bending moments in lower beam and left columns, besides lateral displacement. Numerical simulations through Finite Element Method (FEM) were performed whose stresses and displacements were considered as reference. Multistruts models with two and three parallel struts, besides two crossed struts were proposed. The values were compared in relation to plane models and classic models of single strut. In the assessed frames, it was seen that the single struts models were inappropriate for evaluation of shearing forces. The models with two crossed struts showed good estimation for maximum shearing force due to interaction masonryframe. Models with two parallel struts were more appropriated in predicting the bending moment in the most critical sections due to horizontal loads. The most models with proposed multi-struts led to good estimation for lateral displacement. In this case, the models with single struts also produced satisfactory results. Em sistemas aporticados, a alvenaria possui função principal de vedação, porém tem-se o conhecimento da sua contribuição no ganho de rigidez lateral e distribuição de esforços entre os elementos estruturais. Apesar desta compreensão, não é usual, o dimensionamento estrutural considerando as paredes como parte do sistema de contraventamento da edificação. Há normalizações internacionais que consideram a influência das paredes no ganho de capacidade e rigidez a ações horizontais, porém normalmente são aplicáveis a pórticos de um andar e um vão. A abordagem por norma nacional de um sistema pórtico-alvenaria é recente, havendo ainda algumas dúvidas por projetistas para sua aplicação. O modelo mais simples capaz de considerar as alvenarias como parte integrante da estrutura é através da simulação da parede como uma barra diagonal birrotulada, conhecido como Modelo da Diagonal Equivalente. Este método costuma apresentar bons resultados para a análise global da estrutura, entretanto para a avaliação de efeitos locais, mostra-se deficitente. Neste caso, modelos com múltiplas diagonais ou análises através de elementos finitos mostram-se mais adequados. Avaliou-se o comportamento de pórticos em concreto armado preenchidos em alvenaria submetidos a ações horizontais. Buscaram-se resultados que pudessem servir de parâmetros a serem usados por projetistas no auxílio ao dimensionamento estrutural. Para esta finalidade, avaliaram-se o esforço cortante e momento fletor em parte de vigas e pilares, além do deslocamento lateral. Realizaram-se simulações numéricas via Método dos Elementos Finitos, cujos esforços e deslocamentos foram considerados como referência. Propuseram-se modelos de múltiplas diagonais com duas e três diagonais paralelas, além de duas diagonais cruzadas, comparando os valores em relação aos modelos planos e modelos clássicos de diagonal simples. Nos pórticos avaliados, observou-se que os modelos de diagonais simples foram inadequados para a avaliação do esforço cortante. Os modelos com duas diagonais cruzadas apresentaram boa estimativa do esforço cortante máximo devido à interação pórticoalvenaria. Os modelos com duas diagonais paralelas foram mais apropriados na previsão do momento fletor nas seções mais críticas devido às ações horizontais. A maioria dos modelos de múltiplas diagonais propostos conduziu uma boa estimativa do deslocamento lateral. Neste caso, os modelos de diagonais simples também apresentaram resultados satisfatórios.