Buckling analysis of load-bearing masonry walls
| Autor: | Padilha, Tiago Montanha |
|---|---|
| Přispěvatelé: | Parsekian, Guilherme Aris, Nascimento Neto, Joel Araújo do |
| Jazyk: | portugalština |
| Rok vydání: | 2022 |
| Předmět: |
Slender wall
Structural masonry buckling ENGENHARIA CIVIL::ESTRUTURAS [ENGENHARIAS] ENGENHARIAS Alvenaria armada Efeitos de segunda ordem Modelagem em elementos finitos de alvenaria estrutural Second order effects Flambagem em alvenaria estrutural Finite elements modelling of concrete unit/block wall Reinforced masonry ENGENHARIA CIVIL [ENGENHARIAS] Parede esbelta |
| Zdroj: | Repositório Institucional da UFSCAR Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR) instacron:UFSCAR |
| Popis: | Não recebi financiamento This research presents analyzes of slender reinforced masonry walls built with concrete units. The analysis was performed with finite element modeling. The Abaqus computational package was used to develop the models. Slender walls are found both in buildings without a ceiling slab and in buildings with double height ceilings. The failure mode of these walls is lateral instability, also called buckling effect. Few standards allow the design of walls with high slenderness. Most standards and codes establish a certain maximum slenderness ratio value for which their methods are valid. These values have been questioned in recent scientific publications that indicate large capacity reserves in walls with slenderness close to or even greater than the maximum slenderness established in standards. The Brazilian standard establishes the slenderness ratio equal to 30 is the maximum for which the simplified method is valid for reinforced walls. The standard published in 2020, presents a more accurate method, which includes the effects of second order, to enable the design of walls with slenderness greater than 30. In addition to the formulations, the standard presents mandatory specifications. Due to the recent inclusion of this method in the Brazilian standard and the recent scientific publications, this research aims to answer: what is the accuracy of the method established in the Brazilian standard for the design of tall slender walls in structural masonry? In the parameter variation analysis, different reinforcement rates and different vertical bar positions were investigated, the compressive strength of the concrete unit equal to 8 MPa and 16 MPa and the slenderness ratio equal to 30, 40 and 50. The results indicate good agreement with the behavior of slender walls, but with imprecision regarding the stiffness of reinforced sections and with high loadings close to the critical load values. For all the models analyzed, the method resulted in significant reserves of load capacity due to the effects of geometric nonlinearity. Every wall failed due to geometric instability, indicating that the slenderness parameter equal to 30 to differentiate the buckling failure mode is adequate. Esta pesquisa apresenta análises computacionais de paredes esbeltas, armadas, de alvenaria estrutural, construídas com blocos de concreto, realizadas com a técnica de modelagens em elementos finitos com uso do pacote computacional Abaqus. Paredes esbeltas são encontradas tanto em construções que não possuem laje de forro quanto em construções com pé direito duplo. O modo de ruptura predominante nestas paredes é a instabilidade lateral, também denominada como efeito de flambagem. Poucas normas possibilitam o projeto de paredes com elevada esbeltez. A maioria das normas e códigos estabelecem um determinado valor máximo de índice de esbeltez para o qual seus métodos são válidos. Estes valores têm sido questionados em publicações científicas recentes que indicam grandes reservas de capacidade resistente em paredes com esbeltez próxima ou até maior que a esbeltez máxima estabelecida em normas. Para a norma brasileira, o índice de esbeltez igual a 30 é o máximo para o qual o método simplificado é válido para paredes armadas. A norma publicada em 2020 apresenta um método mais preciso, que inclui os efeitos dos esforços e deslocamentos de segunda ordem, para possibilitar o projeto de paredes com esbeltez maior do que 30. Além das formulações, a norma apresenta especificações que devem ser atendidas. Devido a recente inclusão deste método na norma brasileira e as recentes publicações científicas, esta pesquisa se propõe a responder à seguinte pergunta: qual a precisão do método estabelecido na norma brasileira para o projeto de paredes muito esbeltas em alvenaria estrutural? Na análise de variação de parâmetros foram investigadas diferentes taxas de armadura e diferentes posicionamentos das barras verticais, combinados às resistências à compressão do bloco de concreto iguais a 8 MPa e 16 MPa e aos índices de esbeltez iguais a 30, 40 e 50. Os resultados indicam que o método analítico representa o comportamento das paredes esbeltas, mas com imprecisão quanto à rigidez de seções armadas e com carregamento elevados e próximos aos valores de carga crítica. Para toda a análise o método resultou em significativas reservas de capacidade de carga relacionadas aos efeitos da não linearidade geométrica. Todas as paredes romperam por instabilidade geométrica, indicando que o parâmetro de esbeltez igual a 30 para diferenciar o modo de ruptura por flambagem é adequado. |
| Databáze: | OpenAIRE |
| Externí odkaz: |
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