Study of precast concrete sheds considering the interaction between frame and masonry

Autor: Santos, Emerson de Souza dos
Přispěvatelé: Barboza, Aline da Silva Ramos, Lages, Eduardo Nobre, Almeida, Francisco Patrick Araujo, Barbosa, Claudius de Sousa
Jazyk: portugalština
Rok vydání: 2019
Předmět:
Zdroj: Repositório Institucional da Universidade Federal de Alagoas (UFAL)
Universidade Federal de Alagoas (UFAL)
instacron:UFAL
Popis: The constructions with framed structures formed by reinforced precast concrete elements are commonly seen in all Brazilian territory. They are high and slender structures that the wind action can cause elevated displacements, and at the most of situations full filled by masonry. In this context, the masonry inclusion on the framed system, using blocks of compressive strength up to 3.0 MPa could seem like an efficient way to the stiffen as a possibility to improve the structural system behavior. From another point of view, the excessive requested of the masonry could result in cracks appearing, which could be avoided by the use of a more resistant blocks. This study objectives to evaluate the masonry influence in the structural systems behavior of skeletal systems precast reinforced concrete, through the efforts and displacement value in the wall and column elements. The skeletal system is formed by five parallel frames connected to each other by transversal beams. The linear analysis is done by numerical simulations, considering the masonry contribution by means of a diagonal compression bar of fixed dimension (w). By using ABAQUS® software, three two-dimensional frames models were built to better understand the stresses distribution to the wall, such as the contact and compression region. For computational simulations of skeletal system, two computational modules were used in MATLAB language, namely: P3D and P3DGALPAO. The P3D module consists of a general program of linear analysis of three-dimensional frames in which connection perfectly rigid, semi-rigid and articulate are considered. The P3DGALPAO module corresponds to a customization of the general module P3D, in which a frame analysis template is created from a set of parameters. The results obtained for efforts and displacements were evaluated according to the criteria established by Brazilian Standards NBR 9062 (ABNT, 2017) and NBR 6118 (ABNT, 2014). Comparing the results of the analysis without equivalent diagonal and with this one, the diagonal promoted some advantages like the reduction of the flexural moments at the column base and the displacements at the top of the columns. It was verified that the masonry only suffered rupture by traction. Walls with blocks of 1.5 MPa withstand the stresses resulting from the incidence of wind in the structure with a maximum speed of 30 km/h. To prevent cracking, blocks with of 2.0 MPa or 3.0 MPa are recommended, which withstand the action of winds at speeds of 40 km/h and 50 km/h, respectively. The block with 3.0 MPa compression strength presented an adequate result, although it has a low resistance, indicating that it is possible an improvement in the stiffening of the lateral frames with the use of blocks of good quality and with larger . CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior As construções com pórticos formados por elementos pré-moldados de concreto são vistas comumente em todo território brasileiro. São estruturas de elevada esbeltez, que pela ação do vento podem apresentar deslocamentos elevados, e são na maioria das vezes preenchidas por alvenaria de vedação. Nesse cenário é possível idealizar que o enrijecimento dos pórticos por meio da incorporação de paredes de alvenaria que utilizam blocos com resistência à compressão de até 3,0 MPa representa uma possibilidade de melhoria para o comportamento estrutural do sistema. De outro ponto de vista, a alvenaria pode estar sendo solicitada excessivamente, ocasionando o surgimento de fissuras, problema recorrente nas edificações, mas que poderia ser evitado pela utilização de blocos mais resistentes. Este estudo de caso tem como objetivo avaliar a influência da alvenaria de vedação no comportamento de sistemas estruturais aporticados de galpões pré-moldados, por meio dos esforços na parede e pilares, e dos deslocamentos nestes. O sistema do galpão adotado no estudo possui duas águas e é formado por cinco pórticos ligados entre si por meio de vigas transversais. A análise linear do comportamento do sistema estrutural é feita mediante simulações numéricas, considerando a contribuição das alvenarias por meio de diagonais equivalentes de compressão () vinculadas às laterais do galpão. Com o programa ABAQUS®, construiu-se 3 Modelos de pórtico bidimensional para melhor entender sobre a transmissão dos esforços à parede, como a região de contato e de compressão. Para as simulações computacionais do galpão foram utilizados dois módulos computacionais em linguagem MATLAB, a saber: P3D e P3DGALPAO. O módulo P3D consiste em um programa geral de análise linear de pórticos tridimensionais em que são combinados elementos de barras retilíneas, com consideração de ligações perfeitamente rígidas, semirrígidas e rotuladas. O módulo P3DGALPAO corresponde a uma customização do módulo geral P3D, no qual se cria um template de análise de galpões a partir de um conjunto de parâmetros. Os resultados obtidos para esforços e deslocamentos foram avaliados sob os critérios estabelecidos pelas Normas Brasileiras NBR 9062 (ABNT, 2017) e NBR 6118 (ABNT, 2014). Comparando os resultados da análise sem diagonal equivalente e com esta, a diagonal promoveu algumas vantagens como a redução dos momentos na base do pilar do pórtico e dos deslocamentos no topo dos pilares. Verificou-se que a alvenaria sofreu ruptura por tração. Paredes com blocos de vedação com de 1,5 MPa apresentaram ruptura por tração decorrentes da incidência de vento na estrutura com velocidade máxima de 30 km/h. Para prevenção do surgimento de fissuras, recomenda-se blocos com de 2,0 MPa ou 3,0 MPa, que resistiram a ação de ventos com velocidades de 40 km/h e 50 km/h, respectivamente. O bloco com 3,0 MPa apresentou melhor resultado, ainda que tenha uma baixa resistência, indicando que é possível uma melhoria no enrijecimento dos pórticos com utilização de blocos de boa qualidade e com maiores.
Databáze: OpenAIRE
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