Paulo Victor Almeida de Sousa
Título
Efeito dos Painéis de Vedação nas Características Dinâmicas de Edificações de Concreto Armado
Resumo
Este trabalho apresenta um estudo baseado em modelagem numérica sobre a influência dos painéis de alvenaria de vedação na rigidez e nas características dinâmicas de edifícios em concreto armado para análises em estados limites de serviço (ELS). Os painéis de alvenaria foram modelados por meio de elementos de casca considerando diferentes possibilidades de ligação com os elementos em concreto armado e alternativamente através do conceito de diagonal equivalente cuja área de seção transversal equivalente em concreto é determinada por meio de um modelo analítico simplificado. Um estudo paramétrico efetuado em modelos de pórticos de um andar com parede de alvenaria de diversas relações largura por altura, com e sem abertura, conduziu a uma proposta de cálculo de área de diagonal ajustada de modo a representar diferentes condições de ligação. Modelos numéricos tridimensionais em elementos finitos foram elaborados para analisar estruturas aporticadas de dois edifícios residenciais com concepções diferentes: (i) Estrutura convencional; (ii) Estrutura com vigas chatas e pórticos de fachada e núcleo central. Os resultados obtidos demonstraram a validação do modelo de diagonal equivalente ajustado, bem como a contribuição das alvenarias na rigidez global da estrutura, e suas consequências nas características dinâmicas para fins de análises em ELS.
Abstract
In the present work the effect of masonry infills in the stiffness and the dynamic characteristics of reinforced concrete (RC) building structures is studied through numerical modeling focusing serviceability limit states. The masonry infills were modeled by means of shell finite elements considering different conditions in the connections to the RC structure represented by frame elements and alternatively by the concept of equivalent diagonal whose area is determined through a simplified mathematical model. A parametric study performed for a single story infilled frame with several width to height ratios, with and without openings, led to a proposal of an adjustment factor in the diagonal area calculation to take into account the masonry to frame connection. Three-dimensional finite element numerical models were developed to analyze framed structures of two residential buildings with different concepts: (i) conventional structure, (ii) structure with flat beams and frames and façade core. The results demonstrated the validation of the equivalent diagonal adjusted model, and the contribution of the masonry in the overall stiffness of the structure, and their consequences on the dynamics for the purpose of analysis in SLS.
