Modelação numérica de edifícios históricos de alvenaria

Dissertação apresentada na Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Civil, Perfil de Construção

A construção de alvenaria é a tecnologia de construção mais antiga ainda utilizado actualmente na concepção de edifícios residenciais e públicos. No entanto, a análise de estruturas de alvenaria histórica constitui um desafio complexo, em particular quando comparado com estruturas actuais de alvenaria,atendendo a que aspectos relativos à geometria ou caracterização das propriedades mecânicas dos materiais utilizados em construções históricas são frequentemente inexistentes. Desde que os Romanos começaram a utilizar arcos e abóbadas em grande escala, de modo a alcançar maiores vãos e desse modo construir edifícios maiores, estes passaram a estar presentes em quase todas as construções de alvenaria histórica. Para além da sua forte componente decorativa, os arcos e abóbadas têm também uma importante função estrutural de distribuição de cargas e foram por isso motivo de análise neste trabalho. Neste trabalho utiliza-se um programa de elementos finitos, ADINA, para a análise sísmica de diversos modelos de um edifício antigo de alvenaria histórica. Nomeadamente, são analisados modelos numéricos de cálculo adequados, baseados em dados obtidos com base em bibliografia diversa no âmbito das alvenarias antigas. O edifício em estudo é constituído por paredes exteriores de alvenaria de camadas múltiplas, com um sistema de arcos e abóbadas no seu interior e um coro alto com uma abóbada polinervurada rebaixada. Estuda-se posteriormente a influência da alteração da geometria e das características mecânicas dos materiais de construção no desempenho estrutural do edifício. Na análise dinâmica a acção sísmica é simulada recorrendo a um espectro de resposta elástico horizontal. Utiliza-se o Eurocódigo 8 para definição da acção sísmica. As verificações de segurança estrutural são realizadas com base nos Eurocódigos disponíveis para o efeito. Com base em resultados dos estudos paramétricos efectuados, é possível concluir que a modelação computacional de edifícios históricos, embora condicionada por limitações relacionadas com o nível de incerteza dos parâmetros adoptados,constitui uma ferramenta de grande utilidade para avaliação da capacidade resistente de construções históricas e de eventuais medidas de reforço.