Comportamento experimental de um edifício de alvenaria estrutural

Abstract

As ações sísmicas sempre foram um desafio para as estruturas, especialmente as antigas estruturas de alvenaria não armada que são maioritariamente constituídas por pavimentos/coberturas flexíveis. Estas construções, quando sujeitas às ações sísmicas, apresentaram um fraco desempenho devido à sua reduzida capacidade de dissipação de energia e roturas frágeis. O principal objetivo da presente dissertação é a determinação das propriedades dinâmicas de um modelo experimental em alvenaria à escala reduzida com algumas irregularidades em planta e em altura, em duas situações distintas: uma em fase de construção com a ausência da laje do segundo piso e a outra no edifício completo, de modo a analisar as diferenças nos resultados e para se preceder à calibração do modelo numérico. Em primeiro lugar foi realizada uma revisão do estado de arte para permitir a familiarização com o tema, depois é apresentado o modelo experimental e a descrição de todo o seu processo construtivo. Depois são discutidos os resultados da caracterização mecânica dos materiais e é realizada uma repetição dos ensaios de compressão uniaxial para a atualização do valor do módulo de elasticidade. Para a avaliação do comportamento dinâmico do edifício em estudo foram realizados ensaios de vibração ambiental (AVM) nas duas situações referidas (com e sem a laje do segundo piso) e análises modais operacionais (OMA). No final, e de acordo com os resultados da identificação dinâmica foi realizada a calibração do modelo de elementos finitos.

Seismic actions have always been a challenge for structures, especially old, unarmed masonry structures that are mostly made with flexible floors/roofs. These constructions, when subjected to seismic actions, showed poor performance due to their reduced energy dissipation capacity and fragile failure. The main objective of this dissertation is the determination of the dynamic properties of an experimental masonry model in reduced scale with some irregularities in plant and height, in two distinct situations: one under construction with the absence of the slab of the second floor and the other in the complete building, to analyze the differences in the results and to precede to the calibration of the numerical model. First, a state-of-the-art review was carried out to allow familiarization with the topic, then the experimental model and the description of its entire construction process are presented. After, the results of the mechanical characterization of the materials are discussed and a repetition of the uniaxial compression tests is performed to update the value of the modulus of elasticity. Ambient vibration measurements (AVM) and operational modal analyses (OMA) were performed in the two referred situations (with and without the slab of the second floor), for the evaluation of the dynamic behavior of the building under study. In the end, and according to the results of dynamic identification, the finite element model was calibrated.