551. Modelo analítico para a capacidade de cisalhamento de alvenaria adaptada com reforçado com fibra de camada de argamassa
- Author
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Cascardi, Alessio, Oliveira, Daniel V., Ghiassi, Bahman, and Universidade do Minho
- Subjects
691.53 ,Engenharia e Tecnologia::Engenharia Civil ,624.012 ,Engenharia Civil [Engenharia e Tecnologia] - Abstract
Dissertação de mestrado em Structural Analysis of Monuments and Historical Constructions, Structural consolidation has always been a challenge for anyone who has had to deal with and has been addressed with different approaches, more or less invasive. Alongside the traditional techniques, the application of composite materials to masonry buildings is now promising for consolidation, improvement and / or seismic adjustment. Such materials, endowed with excellent tensile strength, allow to easily put a remedy to situations that affect both the elevation and horizontal structures and, respect the interventions with traditional materials, reduced invasiveness, as they allow maintain almost unchanged the dimensions. Composite materials have been found effective in a wide series of applications and seem to be viable substitutes for the conventional materials used in intervention techniques. A large number of existing unreinforced masonry (URM) structures are made by stone blocks and poor mortars, showing a low strength against in-plane seismic forces. The shear behaviour of masonry walls subjected to in-plane lateral forces is strongly dependent on the quality of the mortar used in the joints and on the strength of the blocks. In heritage buildings, where masonry was made by using weak materials, it is not unusual to find collapse due to sliding forces acting along the loaded diagonals of the walls, following the joints directions. Innovative consolidation techniques show efficacy in testing so the importance of guarantee analytical formula for the design of the application becomes a challenge for researchers and the development would be useful for engineers. Notice that it will only applied to existing undamaged masonry that needs strengthening. A large test campaign on masonry panels retrofitted with fibers reinforced mortar layer was conducted by the University of Salento in cooperation with the laboratory group of University of Trento. Scope of the experiment was to verify shear capacity improvement due to the application of fibers grid in a cement mortar matrix on the masonry walls. Diagonal compressive tests were made on reinforced and un-reinforced masonry. Panels were properly prepared with very poor quality mortar joints in order to simulate existing masonry structures typically present on the Salento landscape. Given the great importance of historic structures and the need to protect the existing buildings, the present work aims to present an innovative analytical model for the prediction of the masonry shear capacity retrofitted with glass or carbon fibres grids immersed in a mortar matrix. The model is implemented using a data mining technique which is able to determine relationship between parameters observed in the experimental campaign. It is reasonable to consider the resultant model as a starting point of a large study which takes into account a new set of test designed based on the formula provided by the data mining procedure. It can, in fact, confirm the importance of the analysed parameters and it will help to plan the new test in the most useful way., A consolidação estrutural sempre foi um desafio para quem tem de lidar com a mesma e tem sido tratada com diferentes abordagens, mais ou menos invasivas. A par das técnicas tradicionais, a aplicação de materiais compósitos em edifícios de alvenaria é uma técnica promissora para a consolidação e melhoramento sísmicos. Estes materiais, dotados de excelente resistência à tração, permitem encontrar uma solução para os diferentes esquemas estruturais, respeitar as intervenções baseadas em materiais tradicionais e reduzir a intrusividade, pois permitem manter praticamente inalterada a geometria original. Os materiais compósitos têm sido eficazes numa série abrangente de aplicações e parecem ser substitutos viáveis dos materiais convencionais utilizados nas intervenções. Um grande número de estruturas de alvenaria não reforçada existentes é constituído por blocos de pedra e argamassas pobres, demostrando uma baixa resistência para forças sísmicas no plano. O comportamento ao corte de paredes de alvenaria submetidas a forças horizontais no plano é fortemente dependente da qualidade da argamassa usada nas juntas e da resistência dos blocos. Em edifícios históricos, onde a alvenaria foi executada usando materiais de baixa resistência mecânica, não é incomum encontrar situações de colapso devido a forças de corte que atuam ao longo das diagonais das paredes, seguindo as direções das juntas. As técnicas de consolidação inovadoras têm mostrado eficácia em ensaios, deste modo a importância das fórmulas analíticas para o dimensionamento é um desafio para os investigadores e o seu desenvolvimento seria útil para os engenheiros. De notar que estas são aplicadas apenas a alvenaria não danificada que necessite de reforço. Foi realizada na Universidade de Salento uma grande campanha de ensaios em painéis de alvenaria com argamassa reforçada com fibras, em cooperação com o laboratório da Universidade de Trento. O âmbito do trabalho consistiu na verificação da melhoria da capacidade de corte devido à aplicação de malhas de fibras embebidas numa matriz de argamassa de cimento nas paredes de alvenaria.Foram realizados ensaios de compressão diagonal em alvenaria reforçada e nãoreforçada. Os painéis foram executados com juntas de argamassa de muito baixa qualidade, com o propósito de simular estruturas de alvenaria típicas da região de Salento. Dada a grande importância das estruturas históricas e a necessidade de proteger os edifícios existentes, o presente trabalho tem como objetivo apresentar um modelo analítico inovador para a previsão da capacidade de corte da alvenaria reforçada com fibras de vidro ou fibras de carbono embebidas numa matriz de argamassa. O modelo é implementado usando uma técnica de “data mining” capaz de determinar relações entre os parâmetros observados na campanha experimental. É razoável considerar o modelo resultante como um ponto de partida de um grande estudo que tem em conta um novo conjunto de ensaios planeados com base nos resultados da técnica de “data mining”. Esta técnica poderá confirmar a importância dos parâmetros analisados e ajudar a planear os novos testes de forma mais útil., Il consolidamento strutturale è sempre stato una sfida per chiunque abbia avuto a che fare ed è stato affrontato con approcci diversi, più o meno invasivi. Accanto alle tecniche tradizionali, l'applicazione di materiali compositi per il consolidamento di costruzioni in muratura è ora promettente, e per il miglioramento e/o adeguamento sismico. Tali materiali, dotati di ottima resistenza alla trazione, consentono di porre facilmente rimedio a situazioni che colpiscono sia strutture in elevazione sia orizzontali e, rispetto gli interventi con materiali tradizionali, presentano ridotta invasività, poiché permettono di mantenere pressoché inalterate le dimensioni dell’elemento cui sono adottate. I materiali compositi sono risultati efficaci in una vasta serie di applicazioni e sembrano essere validi sostituti per i materiali convenzionali. Un gran numero di strutture in muratura non rinforzata (URM) esistenti è realizzato con blocchi di pietra e malta, mostrando una bassa resistenza contro le forze sismiche nel piano. Il comportamento a taglio di pareti in muratura soggetta a forze laterali nel piano è molto dipendente dalla qualità della malta utilizzata nei giunti e dalla resistenza dei blocchi. Negli edifici storici, dove la muratura è stata realizzata con materiali deboli, non è raro trovare collasso a causa di forze di scorrimento che agiscono lungo le diagonali delle pareti, seguendo direzioni articolazioni. Tecniche di consolidamento innovative mostrano efficacia nei test, così dell'importanza di garantire una formula analitica per la progettazione dell'applicazione diventa una sfida per i ricercatori e lo sviluppo sarebbe utile per gli ingegneri. Si noti che sarà applicata solo alle murature integre esistenti che devono essere rafforzate. Una grande campagna di prove su pannelli in muratura, fortificati uno strato di malta rinforzata con una griglia di fibre, è stata condotta dall’Università del Salento in collaborazione con il gruppo del laboratorio dell'Università di Trento. Ambito dell’esperimento era verificare il miglioramento della capacità di taglio dovuta all'applicazione di una griglia di fibre immersa in una matrice di malta cementizia su pareti in muratura. Prove di compressione diagonale sono state compiute. I pannelli sono stati adeguatamente preparati con giunti di malta di qualità molto scarsa in modo da simulare strutture esistenti in muratura tipicamente presenti sul paesaggio salentino. Data la grande importanza delle strutture storiche e la necessità di proteggere gli edifici esistenti, il presente lavoro si propone di presentare un modello analitico innovativo per la previsione della capacità a taglio muratura rinforzata con griglie di fibre di vetro o carbonio immerse in una matrice di malta cementizia. Il modello è implementato utilizzando una tecnica di data mining che è in grado di determinare la relazione tra i parametri osservati nella campagna sperimentale. È ragionevole considerare il modello risultante come punto di partenza di un più ampio studio che tiene conto di una nuova serie di test basati sulla formula prevista dalla procedura data mining. Si può, infatti, confermare o smentire l'importanza dei parametri analizzati, il ché contribuirà a progettare il nuovo set di tests nel modo più utile.
- Published
- 2014